Đoạn Video
Ảnh
Trần Dương
Thành viên nổi tiếng
Bộ não cũng có "các giai đoạn sống".
Nhìn lại cuộc đời, chúng ta thường cảm thấy rằng những trải nghiệm sống có thể được chia thành nhiều giai đoạn khác nhau. Vậy, trong cuộc đời một người, liệu não bộ của chúng ta có bước vào một giai đoạn mới ở những độ tuổi quan trọng nào đó không?
Trong một nghiên cứu mới được công bố trên *Nature Communications*, một nhóm nghiên cứu đã phân tích dữ liệu kết nối não bộ từ 4.216 người tham gia trong độ tuổi từ 0 đến 90 và phát hiện ra rằng các mạng lưới cấu trúc của não trải qua bốn bước ngoặt lớn ở độ tuổi khoảng 9, 32, 66 và 83. Những bước ngoặt này chia cấu trúc não bộ của chúng ta thành năm giai đoạn phát triển riêng biệt trong suốt cuộc đời , mỗi giai đoạn có các mô hình riêng hỗ trợ các cách suy nghĩ khác nhau.
Bộ não thay đổi như thế nào theo tuổi tác?
Các nhà khoa học đã biết rằng cấu trúc và chức năng của não bộ tuân theo một quỹ đạo thay đổi cụ thể trong suốt cuộc đời của chúng ta. Cái gọi là " cấu trúc não bộ " đề cập đến các mô hình phức tạp trong đó các kết nối thần kinh được tổ chức, thay đổi theo tuổi tác và liên quan chặt chẽ đến các kết quả quan trọng như nhận thức, hành vi và sức khỏe tâm thần.
Trong nghiên cứu mới này, các nhà nghiên cứu đã thu thập dữ liệu chụp cộng hưởng từ khuếch tán ( DMRI) từ 4.216 người tham gia từ 0 đến 90 tuổi để lập bản đồ sự tiến hóa của cấu trúc não bộ trong suốt vòng đời con người. DMRI có thể theo dõi chuyển động của các phân tử nước trong mô não , từ đó lập bản đồ các kết nối thần kinh trong não.
Sử dụng dữ liệu này, các nhà nghiên cứu đã xác định năm giai đoạn chính của cấu trúc não bộ trong suốt cuộc đời con người: thời thơ ấu , tuổi vị thành niên , tuổi trưởng thành , lão hóa sớm và lão hóa muộn.
(Ảnh/ Tiến sĩ Alexa Mousley, Đại học Cambridge )
Bộ não ở trẻ em
Cấu trúc não bộ của trẻ em bắt đầu từ khi mới sinh và tiếp tục cho đến khoảng 9 tuổi khi đạt đến bước ngoặt đầu tiên .
Từ khi còn nhỏ đến khi trưởng thành, não bộ đang trong giai đoạn " củng cố mạng lưới ": số lượng synapse (kết nối giữa các tế bào thần kinh) dư thừa được tạo ra trong não trẻ sơ sinh dần dần bị " cắt tỉa ", và chỉ những synapse hoạt động mạnh và được sử dụng thường xuyên hơn mới được giữ lại. Từ khi sinh ra đến khoảng 9 tuổi, các kết nối thần kinh trong não bộ liên tục được định hình lại theo cách tương tự.
Đồng thời, trong giai đoạn này, thể tích chất xám và chất trắng tăng nhanh, khiến độ dày vỏ não (khoảng cách giữa chất xám bên ngoài và chất trắng bên trong) đạt đến đỉnh điểm, trong khi các nếp gấp vỏ não (các rãnh và hồi đặc trưng trên bề mặt não) có xu hướng ổn định.
Vào khoảng 9 tuổi, não bộ có bước nhảy vọt về khả năng nhận thức, nhưng đồng thời, nguy cơ mắc các vấn đề về sức khỏe tâm thần cũng tăng lên.
Bộ não trong thời kỳ thanh thiếu niên
Sau thời thơ ấu, não bộ của chúng ta bước vào tuổi vị thành niên - giai đoạn kéo dài trung bình cho đến năm 32 tuổi.
Giai đoạn này vẫn đi kèm với sự gia tăng thể tích chất trắng . Như có thể thấy từ đặc điểm khuếch tán của các phân tử nước trong dữ liệu hình ảnh, cấu trúc tổ chức của mạng lưới giao tiếp não bộ sẽ tiếp tục được hoàn thiện hơn trong giai đoạn này .
Giai đoạn này được đặc trưng bởi sự gia tăng hiệu quả kết nối trong các vùng não cục bộ và sự trao đổi thông tin được đẩy nhanh trên toàn bộ não; những thay đổi này liên quan chặt chẽ đến việc cải thiện hiệu suất nhận thức. Trên thực tế, tuổi vị thành niên là giai đoạn duy nhất mà hiệu quả thần kinh liên tục được cải thiện, nghĩa là các kết nối tốt hơn có thể đạt được thông qua các đường dẫn ngắn hơn.
Nghiên cứu đã phát hiện ra rằng, trung bình, chuỗi phát triển này đạt đỉnh vào đầu những năm 30 tuổi, sau đó gặp phải " điểm ngoặt về mặt cấu trúc mạnh nhất " trong toàn bộ vòng đời - vào khoảng 32 tuổi, mạng lưới cấu trúc não trải qua nhiều thay đổi nhất về hướng và quy mô chung của những thay đổi về quỹ đạo là đáng kể nhất so với tất cả các điểm ngoặt khác.
Não người lớn
Bắt đầu từ tuổi 32, các kết nối thần kinh của não bước vào "chế độ trưởng thành" - giai đoạn dài nhất trong vòng đời của não, kéo dài hơn ba mươi năm.
Không giống như các giai đoạn trước, cấu trúc não bộ tương đối ổn định trong giai đoạn này . Các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng điều này phù hợp với các nghiên cứu khác đã xác định "giai đoạn ổn định về trí thông minh và tính cách ".
Ngoài ra, nghiên cứu còn phát hiện ra rằng quá trình " phân vùng " não sẽ rõ rệt hơn trong giai đoạn này, nghĩa là các vùng khác nhau sẽ dần trở nên rõ rệt hơn và tách biệt với nhau.
Lão hóa não sớm
Bước ngoặt thứ ba xảy ra vào khoảng 66 tuổi, tương đối nhẹ, không có thay đổi đáng kể về cấu trúc . Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu vẫn quan sát thấy những thay đổi đáng kể trong mô hình mạng lưới não ở độ tuổi này, đánh dấu sự khởi đầu của "lão hóa não sớm".
Dữ liệu cho thấy quá trình tái tổ chức dần dần của mạng lưới não bộ đạt đỉnh điểm vào giữa những năm 60 tuổi. Điều này có thể liên quan đến lão hóa, vì khả năng kết nối tiếp tục suy giảm cùng với sự thoái hóa của chất trắng . Những người trong nhóm tuổi này cũng dễ mắc phải nhiều vấn đề sức khỏe có thể ảnh hưởng đến não bộ, chẳng hạn như huyết áp cao .
Lão hóa não giai đoạn cuối
Bước ngoặt cuối cùng xảy ra vào khoảng tuổi 83, khi não bước vào "giai đoạn lão hóa muộn", đánh dấu giai đoạn cuối cùng của quá trình phát triển cấu trúc não. Mặc dù dữ liệu về giai đoạn này còn hạn chế, nhưng nó được đặc trưng bởi sự suy giảm hơn nữa kết nối não bộ từ "mô hình toàn cầu" sang "mô hình cục bộ" phụ thuộc nhiều hơn vào các vùng cụ thể.
Một bức tranh toàn diện
Các nhà khoa học từ lâu đã biết rằng cách thức kết nối của não bộ đóng vai trò then chốt đối với sự phát triển của chúng ta. Nhiều rối loạn về phát triển thần kinh, sức khỏe tâm thần và thần kinh có liên quan mật thiết đến cách thức kết nối của não bộ. Sự khác biệt về kết nối có thể dự đoán những khó khăn về khả năng chú ý, ngôn ngữ, trí nhớ và nhiều lĩnh vực khác, cũng như các vấn đề về hành vi. Tuy nhiên, từ lâu chúng ta vẫn chưa có một bức tranh toàn diện về cách thức và lý do tại sao kết nối này thay đổi trong suốt cuộc đời.
Nghiên cứu mới này là nghiên cứu đầu tiên xác định một số giai đoạn kết nối não bộ quan trọng trong suốt cuộc đời con người. Những giai đoạn này cung cấp bối cảnh quan trọng để hiểu được điểm mạnh của não bộ và điểm yếu của não bộ ở các giai đoạn khác nhau của cuộc đời . Điều này giúp giải thích tại sao não bộ có thể biểu hiện các mô hình phát triển khác nhau tại các thời điểm quan trọng trong cuộc đời, chẳng hạn như khó khăn trong học tập thời thơ ấu và chứng mất trí nhớ ở tuổi già.
Nhìn lại cuộc đời, chúng ta thường cảm thấy rằng những trải nghiệm sống có thể được chia thành nhiều giai đoạn khác nhau. Vậy, trong cuộc đời một người, liệu não bộ của chúng ta có bước vào một giai đoạn mới ở những độ tuổi quan trọng nào đó không?
Trong một nghiên cứu mới được công bố trên *Nature Communications*, một nhóm nghiên cứu đã phân tích dữ liệu kết nối não bộ từ 4.216 người tham gia trong độ tuổi từ 0 đến 90 và phát hiện ra rằng các mạng lưới cấu trúc của não trải qua bốn bước ngoặt lớn ở độ tuổi khoảng 9, 32, 66 và 83. Những bước ngoặt này chia cấu trúc não bộ của chúng ta thành năm giai đoạn phát triển riêng biệt trong suốt cuộc đời , mỗi giai đoạn có các mô hình riêng hỗ trợ các cách suy nghĩ khác nhau.
Bộ não thay đổi như thế nào theo tuổi tác?
Các nhà khoa học đã biết rằng cấu trúc và chức năng của não bộ tuân theo một quỹ đạo thay đổi cụ thể trong suốt cuộc đời của chúng ta. Cái gọi là " cấu trúc não bộ " đề cập đến các mô hình phức tạp trong đó các kết nối thần kinh được tổ chức, thay đổi theo tuổi tác và liên quan chặt chẽ đến các kết quả quan trọng như nhận thức, hành vi và sức khỏe tâm thần.
Trong nghiên cứu mới này, các nhà nghiên cứu đã thu thập dữ liệu chụp cộng hưởng từ khuếch tán ( DMRI) từ 4.216 người tham gia từ 0 đến 90 tuổi để lập bản đồ sự tiến hóa của cấu trúc não bộ trong suốt vòng đời con người. DMRI có thể theo dõi chuyển động của các phân tử nước trong mô não , từ đó lập bản đồ các kết nối thần kinh trong não.
Sử dụng dữ liệu này, các nhà nghiên cứu đã xác định năm giai đoạn chính của cấu trúc não bộ trong suốt cuộc đời con người: thời thơ ấu , tuổi vị thành niên , tuổi trưởng thành , lão hóa sớm và lão hóa muộn.
(Ảnh/ Tiến sĩ Alexa Mousley, Đại học Cambridge )
Bộ não ở trẻ em
Cấu trúc não bộ của trẻ em bắt đầu từ khi mới sinh và tiếp tục cho đến khoảng 9 tuổi khi đạt đến bước ngoặt đầu tiên .
Từ khi còn nhỏ đến khi trưởng thành, não bộ đang trong giai đoạn " củng cố mạng lưới ": số lượng synapse (kết nối giữa các tế bào thần kinh) dư thừa được tạo ra trong não trẻ sơ sinh dần dần bị " cắt tỉa ", và chỉ những synapse hoạt động mạnh và được sử dụng thường xuyên hơn mới được giữ lại. Từ khi sinh ra đến khoảng 9 tuổi, các kết nối thần kinh trong não bộ liên tục được định hình lại theo cách tương tự.
Đồng thời, trong giai đoạn này, thể tích chất xám và chất trắng tăng nhanh, khiến độ dày vỏ não (khoảng cách giữa chất xám bên ngoài và chất trắng bên trong) đạt đến đỉnh điểm, trong khi các nếp gấp vỏ não (các rãnh và hồi đặc trưng trên bề mặt não) có xu hướng ổn định.
Vào khoảng 9 tuổi, não bộ có bước nhảy vọt về khả năng nhận thức, nhưng đồng thời, nguy cơ mắc các vấn đề về sức khỏe tâm thần cũng tăng lên.
Bộ não trong thời kỳ thanh thiếu niên
Sau thời thơ ấu, não bộ của chúng ta bước vào tuổi vị thành niên - giai đoạn kéo dài trung bình cho đến năm 32 tuổi.
Giai đoạn này vẫn đi kèm với sự gia tăng thể tích chất trắng . Như có thể thấy từ đặc điểm khuếch tán của các phân tử nước trong dữ liệu hình ảnh, cấu trúc tổ chức của mạng lưới giao tiếp não bộ sẽ tiếp tục được hoàn thiện hơn trong giai đoạn này .
Giai đoạn này được đặc trưng bởi sự gia tăng hiệu quả kết nối trong các vùng não cục bộ và sự trao đổi thông tin được đẩy nhanh trên toàn bộ não; những thay đổi này liên quan chặt chẽ đến việc cải thiện hiệu suất nhận thức. Trên thực tế, tuổi vị thành niên là giai đoạn duy nhất mà hiệu quả thần kinh liên tục được cải thiện, nghĩa là các kết nối tốt hơn có thể đạt được thông qua các đường dẫn ngắn hơn.
Nghiên cứu đã phát hiện ra rằng, trung bình, chuỗi phát triển này đạt đỉnh vào đầu những năm 30 tuổi, sau đó gặp phải " điểm ngoặt về mặt cấu trúc mạnh nhất " trong toàn bộ vòng đời - vào khoảng 32 tuổi, mạng lưới cấu trúc não trải qua nhiều thay đổi nhất về hướng và quy mô chung của những thay đổi về quỹ đạo là đáng kể nhất so với tất cả các điểm ngoặt khác.
Não người lớn
Bắt đầu từ tuổi 32, các kết nối thần kinh của não bước vào "chế độ trưởng thành" - giai đoạn dài nhất trong vòng đời của não, kéo dài hơn ba mươi năm.
Không giống như các giai đoạn trước, cấu trúc não bộ tương đối ổn định trong giai đoạn này . Các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng điều này phù hợp với các nghiên cứu khác đã xác định "giai đoạn ổn định về trí thông minh và tính cách ".
Ngoài ra, nghiên cứu còn phát hiện ra rằng quá trình " phân vùng " não sẽ rõ rệt hơn trong giai đoạn này, nghĩa là các vùng khác nhau sẽ dần trở nên rõ rệt hơn và tách biệt với nhau.
Lão hóa não sớm
Bước ngoặt thứ ba xảy ra vào khoảng 66 tuổi, tương đối nhẹ, không có thay đổi đáng kể về cấu trúc . Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu vẫn quan sát thấy những thay đổi đáng kể trong mô hình mạng lưới não ở độ tuổi này, đánh dấu sự khởi đầu của "lão hóa não sớm".
Dữ liệu cho thấy quá trình tái tổ chức dần dần của mạng lưới não bộ đạt đỉnh điểm vào giữa những năm 60 tuổi. Điều này có thể liên quan đến lão hóa, vì khả năng kết nối tiếp tục suy giảm cùng với sự thoái hóa của chất trắng . Những người trong nhóm tuổi này cũng dễ mắc phải nhiều vấn đề sức khỏe có thể ảnh hưởng đến não bộ, chẳng hạn như huyết áp cao .
Lão hóa não giai đoạn cuối
Bước ngoặt cuối cùng xảy ra vào khoảng tuổi 83, khi não bước vào "giai đoạn lão hóa muộn", đánh dấu giai đoạn cuối cùng của quá trình phát triển cấu trúc não. Mặc dù dữ liệu về giai đoạn này còn hạn chế, nhưng nó được đặc trưng bởi sự suy giảm hơn nữa kết nối não bộ từ "mô hình toàn cầu" sang "mô hình cục bộ" phụ thuộc nhiều hơn vào các vùng cụ thể.
Một bức tranh toàn diện
Các nhà khoa học từ lâu đã biết rằng cách thức kết nối của não bộ đóng vai trò then chốt đối với sự phát triển của chúng ta. Nhiều rối loạn về phát triển thần kinh, sức khỏe tâm thần và thần kinh có liên quan mật thiết đến cách thức kết nối của não bộ. Sự khác biệt về kết nối có thể dự đoán những khó khăn về khả năng chú ý, ngôn ngữ, trí nhớ và nhiều lĩnh vực khác, cũng như các vấn đề về hành vi. Tuy nhiên, từ lâu chúng ta vẫn chưa có một bức tranh toàn diện về cách thức và lý do tại sao kết nối này thay đổi trong suốt cuộc đời.
Nghiên cứu mới này là nghiên cứu đầu tiên xác định một số giai đoạn kết nối não bộ quan trọng trong suốt cuộc đời con người. Những giai đoạn này cung cấp bối cảnh quan trọng để hiểu được điểm mạnh của não bộ và điểm yếu của não bộ ở các giai đoạn khác nhau của cuộc đời . Điều này giúp giải thích tại sao não bộ có thể biểu hiện các mô hình phát triển khác nhau tại các thời điểm quan trọng trong cuộc đời, chẳng hạn như khó khăn trong học tập thời thơ ấu và chứng mất trí nhớ ở tuổi già.
