Беспрецедентное наблюдение за человеческим мозгом, покидающим утробу матери и выходящим во внешний мир, выявило взрывной скачок роста.
Согласно результатам сканирования мозга, в течение первых нескольких месяцев жизни новорожденного внезапный приток сенсорной информации запускает формирование миллиардов новых нейронных связей, которых не было в утробе матери.
Предыдущие исследования анализировали плоды и новорожденных по отдельности, но в этом новом исследовании рассматривался мозг 140 человек по обе стороны перехода от рождения. Набор данных включает 126 пренатальных сканирований, начиная примерно через 6 месяцев после зачатия, и 58 постнатальных сканирований в течение примерно трех месяцев после рождения.
«Благодаря этому уникальному набору данных продольного анализа у нас впервые появилась возможность исследовать изменения мозга в течение родов», — рассказал изданию ScienceAlert нейробиолог Лансинь Цзи из Нью-Йоркского университета (NYU).
«Удивительно, но в нашем понимании того, как меняется человеческий мозг в эту решающую фазу развития, все еще существует большой пробел».
Главный исследователь Мориа Томасон из Нью-Йоркского университета является мировым лидером в исследованиях МРТ плода , и она уже много лет сканирует мозг матерей и их детей. Исследования МРТ плода подвержены искажениям и потере сигнала, и поскольку исследователи измеряют уровень кислорода в крови в мозге, это может быть неидеальная картина всех присутствующих коммуникабельных нейронов.
Тем не менее, это первое масштабное исследование, изучающее, как функциональная активность МР I в состоянии покоя может меняться в течение родового перехода.
«Наши результаты показывают, что рождение — это не просто продолжение пренатального роста мозга, а особая, преобразующая стадия, которая влияет на будущие когнитивные и поведенческие результаты», — пояснил Цзи.
В течение нескольких недель после рождения модели демонстрируют всплеск нейронных связей, что говорит о том, что мозг отчаянно пытается обработать и интегрировать новые виды информации.
Но не все регионы затронуты одинаково. После выхода из утробы матери некоторые мозговые сети расцветают с особой сложностью, создавая множество новых нейронных связей.
Это особенно актуально для примитивных подкорковых областей , которые являются частью центрального узла, участвующего в основных жизненных функциях, таких как управление моторикой, дыхание, моргание, вздрагивание и пищеварение.
Части лобной доли также демонстрируют резкие скачки роста после рождения, как и несколько нейронных мостов, соединяющих области по обе стороны мозга , такие как двусторонние сенсомоторные области, которые интегрируют сенсорную информацию для обеспечения управления движениями .
Новые результаты подтверждают гипотезу о том, что в утробе матери человеческий мозг обладает базовыми нейронными сетями, которые занимаются «локальными» вопросами. Однако после рождения эти локальные вопросы становятся «глобальными», взаимодействуя с сетями, которые находятся дальше, чем когда-либо прежде.
После этого первоначального всплеска роста новорожденный мозг постепенно подвергается реорганизации, чтобы сократить неэффективные пути между сетями и укрепить другие. Результатом является масштабное изменение в том, как устроен мозг .
Рождение — одно из важнейших событий в жизни человека, и по мере развития нейровизуализации ученые все ближе подходят к возможности наблюдать, как этот момент развивается в важнейшем органе.
«Эта работа закладывает основу для будущих исследований, касающихся сроков созревания функциональных сетей мозга, охватывающих перинатальный период», — сказал Цзи в интервью ScienceAlert.
«Развивая эту работу, можно представить себе дальнейшие исследования, изучающие, как такие факторы, как пол, недоношенность и пренатальные неблагоприятные факторы, взаимодействуют со сроками и моделями роста развития мозговой сети у детей».