Het menselijk brein ondergaat vijf grote fasen gedurende het leven, met significante veranderingen in neurale verbindingen, die zich onderscheiden door belangrijke “kruispunten” op de leeftijden van 9, 32, 66 en 83 jaar. Deze inzichten zijn afkomstig uit een recent onderzoek van neurowetenschappers aan de Universiteit van Cambridge, gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Communications.
De studie is gebaseerd op gegevens van 3.802 personen variërend van 0 tot 90 jaar, waarbij de neurale verbindingen in de hersenen in kaart zijn gebracht door de beweging van watermoleculen in het hersenweefsel te analyseren. De onderzoekers hebben vijf grote fasen van de hersenstructuur in het gemiddelde menselijke leven geïdentificeerd, gescheiden door vier belangrijke punten waarop de hersenen zich opnieuw configureren.
“We weten dat de structuur van de hersenen cruciaal is voor onze ontwikkeling, maar we hebben nog niet het volledige plaatje van hoe deze zich gedurende het leven verandert en waarom,” zegt Alexa Mousley, de hoofonderzoeker aan de Universiteit van Cambridge. “Dit onderzoek is het eerste dat de belangrijkste fasen van de vorming van hersenverbindingen in het menselijke leven identificeert.”
Fase 1: Kindertijd (0-9 jaar)
In de eerste fase, van 0 tot 9 jaar, is er sprake van een aanzienlijke toename in de grijze en witte stof. Dit tijdperk wordt gekenmerkt door de “consolidatie van netwerken”, waarbij het aantal synapsen dat in de hersenen van een baby wordt geproduceerd afneemt, zodat alleen de meest actieve verbindingen overblijven. De hersenen reorganiseren zich in een consistent patroon tot ongeveer de leeftijd van 9 jaar, wanneer het eerste kruispunt optreedt. Dit gaat gepaard met een radicale verandering in cognitieve capaciteiten en een verhoogd risico op psychische aandoeningen.
Fase 2: Adolescentie (9-32 jaar)
Van 9 tot 32 jaar vinden we de fase van de “hersenen in de adolescentie”, waarin de hoeveelheid witte stof blijft toenemen. De organisatie van communicatie-netwerken in de hersenen wordt steeds verfijnder, met zowel verhoogde efficiëntie binnen specifieke regio’s als snellere communicatie over het hele brein. Dit is de enige fase waarin de “neuronale efficiëntie” toeneemt, met het hoogste cognitieve prestatievermogen rond de begin dertig.
Fase 3: Volwassenheid (32-66 jaar)
De fase van de volwassenheid, van 32 tot 66 jaar, wordt gekenmerkt door een stabilisering van de hersenstructuur. De hersenen compartimenteren geleidelijk, en terwijl deze fase vordert, vindt er een langzame overgang plaats naar de fase van “vroegtijdige hersenveroudering”. Minder grote structurele veranderingen zijn waarneembaar, maar onderzoekers hebben significante veranderingen in de netwerken van de hersenen geconstateerd rond de leeftijd van 66 jaar.
Fase 4: Vroegtijdige Hersenveroudering (66-83 jaar)
Rond de 83 jaar bevinden de hersenen zich in de fase van “tardy brain aging”. De gegevens over deze fase zijn beperkter, maar het staat bekend om “een overgang van globaal naar lokaal”, waarbij de algehele conectiviteit afneemt en de afhankelijkheid van specifieke regio’s toeneemt. Het begrijpen van de wijze waarop het brein verbindingen legt, kan helpen bij het voorspellend identificeren van verschillende ontwikkelingsstoornissen en mentale gezondheidsproblemen.
Duncan Astle, professor in Neuro-informatica aan de Universiteit van Cambridge, benadrukt dat de verschillen in hersenconnectiviteit voorspellingen mogelijk maken over aandacht, taal, geheugen en gedragsproblemen. “Het begrijpen van de structurele reis van de hersenen als niet-lineair, maar als een proces met belangrijke punten van verandering, helpt ons te identificeren wanneer en hoe de connectiviteit kwetsbaar is voor verstoringen,” voegde hij eraan toe.
