Een recent onderzoek heeft vier belangrijke keerpunten in de menselijke hersenconnectiviteit geïdentificeerd, die vijf verschillende fasen in de ontwikkeling en veroudering van de hersenen afbakenen, van de geboorte tot 90 jaar. Deze ontdekking biedt een vernieuwd inzicht in de variatie van leren, cognitieve prestaties en het risico op psychische aandoeningen of neurodegeneratieve ziekten gedurende het leven.
Het team onder leiding van Alexa Mousley van de Universiteit van Cambridge analyseerde MRI-scans van ongeveer 3.800 personen uit het Verenigd Koninkrijk en de Verenigde Staten, met leeftijden variërend van de geboorte tot 90 jaar. De meeste deelnemers waren gezond en hadden geen neurodegeneratieve of psychische aandoeningen. Het doel was om voor het eerst de fasen van hersenbedrading gedurende het menselijk leven te karakteriseren, door verschillende connectiviteitsmetingen te combineren, een methode die Mousley als uniek beschrijft.
De studie heeft vijf hoofdfases vastgesteld, gescheiden door vier keerpunten in de connectiviteit, rond de leeftijden van negen, 32, 66 en 83 jaar.
In een interview verklaarde Dr. Mousley: “De hersenen reconnecten zich gedurende het leven. Ze versterken en verzwakken verbindingen en volgen geen constant patroon: er zijn fluctuaties en fasen van hersenreconnectie.” Ze verduidelijkte ook dat niet iedereen exact het chronologische patroon volgt, maar het viel haar team op dat deze leeftijden duidelijk in de verzamelde gegevens naar voren kwamen.
De Vijf Fasen van Hersenontwikkeling
In de eerste fase, de kindertijd, groeit de hersenomvang snel, maar de verbindingen (synapsen) tussen de hersencellen, die in het begin overvloedig zijn, moeten worden verminderd. Dit kan worden beschouwd als minder “efficiënt” omdat het van links naar rechts dwaalt in plaats van zich te concentreren.
Mousley legt uit dat dit mogelijk een gevolg is van de overvloed aan verbindingen in de kindertijd, die later worden geëlimineerd ten gunste van de verbindingen die daadwerkelijk nuttig zijn voor het leren, hoewel dit ten koste gaat van de efficiëntie.
Van negen tot 32 jaar, de “adolescentie”, neemt de efficiëntie van de hersenverbindingen toe, worden de routes korter en stroomt de informatie sneller. Mousley koppelde deze verandering aan de puberteit en de hormonale transformaties die invloed hebben op de hersenontwikkeling. Deze fase bevordert de verwerving van vaardigheden zoals planning en besluitvorming, evenals verbeteringen in het werkgeheugen en cognitieve functies.
Van 32 tot 66 jaar bevinden we ons in de volwassenheid. De hersenen bevinden zich in hun meest langdurige fase. In deze periode houden veranderingen aan, maar op een veel langzamer tempo: de interregionale verbindingen verliezen geleidelijk aan efficiëntie. Mousley erkende dat de oorzaken van deze afname niet volledig worden begrepen, hoewel de dertiger jaren vaak samenvallen met levensveranderende gebeurtenissen, zoals het stichten van een gezin of het stabiliseren van persoonlijke omstandigheden.
Tussen 66 en 83 jaar definiëren de onderzoekers een eerste veroudering of vroege veroudering. In deze fase blijven de verbindingen tussen neuronen binnen dezelfde hersenregio stabieler dan die tussen verschillende gebieden. De achteruitgang is niet abrupt. Mousley benadrukte dat, hoewel de personen die in de studie zijn geanalyseerd gezond waren, deze fase samenvalt met een verhoogd risico op dementie en andere gezondheidsproblemen.
Tot slot, in de periode van 83 tot 90 jaar, of late veroudering, verzwakken de regionale verbindingen en is er meer afhankelijkheid van centrale knooppunten die meerdere gebieden verbinden, wat wijst op een afname van de middelen om de connectiviteit te behouden en een toenemende afhankelijkheid van bepaalde sleutelregio’s. Voor deze fase verzamelden ze minder gegevens, omdat er minder gezonde hersenen beschikbaar zijn voor scans. Desondanks is de conclusie dat de hersenveranderingen over het algemeen vergelijkbaar zijn met de vorige fase, maar meer uitgesproken.
Implicaties van de Onderzoeksresultaten
De implicaties van deze ontdekkingen zijn aanzienlijk. Mousley gaf aan dat het begrijpen van deze veranderingen kan helpen om de opkomst van psychische stoornissen vóór de leeftijd van 25 jaar en het verhoogde risico op dementie bij ouderen boven de 65 jaar uit te leggen. Het herkennen van deze keerpunten zou toekomstige strategieën voor detectie en behandeling kunnen oriënteren, door duidelijke aanwijzingen te geven over afwijkingen van de normale patronen van hersenconnectiviteit.
Rubia benadrukte het belang van deze resultaten voor de neurowetenschappen en de volksgezondheid. “Weten waar de normale keerpunten in de hersenstructuur zich bevinden, stelt ons in staat om te onderzoeken wat er gebeurt in gevallen van psychische of neurodegeneratieve ziekten,” merkte ze op. Zodra afwijkingen zijn geïdentificeerd, kunnen omgevings- of chemische factoren worden opgespoord en therapeutische, beleidsmatige of farmacologische interventies worden ontwikkeld.
Het onderzoek heeft echter beperkingen. De geanalyseerde steekproef bestaat voornamelijk uit witte mensen en sluit gevallen met neurodegeneratieve of psychische aandoeningen uit, wat de toepasbaarheid op andere populaties kan beperken. Rubia waarschuwde: Er zijn nieuwe studies in meer diverse groepen nodig om deze bevindingen te bevestigen en uit te breiden.
Het herkennen van de sleutelmomenten van hersenconnectiviteit is essentieel om vooruitgang te boeken in de detectie en behandeling van aandoeningen die verband houden met psychische stoornissen en neurodegeneratieve ziekten, en kan de weg vrijmaken voor meer nauwkeurige en gepersonaliseerde interventies.
