一些地区的青少年大脑的可塑性远远超过其他人

大脑发育不均匀发生在大脑,但新发现的发展序列,根据一项新的宾夕法尼亚大学医学研究。大脑区域支持认知、社会和情感功能似乎仍malleable-or能够改变,适应,比其他大脑区域和remodeling-longer,呈现青春敏感通过青少年的社会经济环境。研究结果发表在自然神经科学。

研究人员绘制发展过程如何展开整个人类大脑从8岁到23岁通过磁共振成像(MRI)。研究结果表明新方法理解个体的大脑区域的顺序显示在开发过程中减少可塑性。

大脑可塑性是指大脑中的神经circuits-connections和能力途径的思想,情感,和运动,甚至于改变或重组,以应对内部生物信号或外部环境。虽然普遍理解,儿童比成人大脑可塑性高,本研究提供了新的见解,当减少大脑可塑性发生在儿童和青少年时期。

研究结果表明,减少大脑可塑性发生最早的“感觉器官”地区,如视觉和听觉区域,随后发生在“联想”地区,比如那些参与高阶思维(解决问题和社会学习)。支持执行的结果,大脑区域,社会和情感功能似乎特别的可塑性和响应环境在青春期早期,当可塑性发生以后的发展。

“大脑研究人类大脑的发展是具有挑战性的。很多神经科学家的理解大脑可塑性在开发过程中实际上来自与啮齿动物研究。但啮齿动物的大脑没有许多我们称之为协会地区的人类大脑,所以我们不知道如何将这些重要领域发展,“说通讯作者西奥多·d·Satterthwaite MD,McLure佩雷尔曼医学院的精神病学副教授在宾夕法尼亚大学,和潘寿命信息和神经影像中心主任(PennLINC)。

为了应对这一挑战,研究者比较关注的见解从先前的啮齿动物研究青年MRI成像的见解。先前的研究研究神经回路如何塑料时发现,大脑可塑性与一个独特的“内在”的大脑活动模式。内在活动是大脑的神经活动发生在一部分是静止的,或者没有通过外部刺激或精神的任务。当大脑区域欠发达和塑料,倾向于有更多的内在活动区域内,这个活动也会更加同步。这是因为该地区更多的神经元是活跃的,他们往往是积极的在同一时间。因此,测量大脑活动波振幅的增加(或高度)。

“想象一下单个神经元在大脑的一个区域就像管弦乐队的乐器。随着越来越多的设备开始一起玩在同步,乐团的声音强度的增加,和声波的振幅得到更高,”第一作者说瓦莱丽•Sydnor一个神经科学博士学位的学生。“就像分贝米可以测量声波的振幅,振幅的本质与功能磁共振成像的大脑活动可以测量,而孩子只是休息的扫描仪。这使得我们的团队来研究大脑可塑性的功能性标记安全地和无创性青年。”

分析来自超过1000个人的核磁共振扫描,作者发现大脑可塑性下降的功能标记在早期的童年感觉地区但没有下降直到mid-adolescence关联区域。

“这些缓慢的发展关联区域也那些儿童的认知程度是至关重要的,社会交往,和情感上的幸福,“Satterthwaite说。“我们真的开始了解人类的长期发展项目的独特性。”

“如果一个大脑区域仍可塑的时间,它也可能保持敏感环境影响较长发展的窗口,“Sydnor说。“这项研究发现的。”

作者研究了青年的社会经济环境之间的关系和功能可塑性的标志。他们发现环境对大脑的影响没有统一的跨区域和静态的跨越发展。相反,对大脑的影响环境变化的发展序列进行识别。

至关重要的是,年轻人的社会经济环境通常有一个更大的对大脑发育的影响在晚熟的关联的大脑区域,在青春期和被发现的影响最大。

“这项工作了解环境奠定了基础形状神经发育轨迹甚至十几岁,”说巴特·拉森博士PennLINC博士后研究员和合作者。

Sydnor阐述,“希望研究发育可塑性将帮助我们理解当环境浓缩计划将有一个有益的对每个孩子的神经发育轨迹的影响。我们的研究结果支持,项目旨在减轻年轻人的社会经济环境的差异对大脑发育整个青少年时期仍然重要。”

参考:Sydnor VJ,拉森B,赛德利茨J, et al .内在活动沿着sensorimotor-association皮质轴青年发展展开。Nat >。2023;26 (4):638 - 649。doi:10.1038 / s41593 - 023 - 01282 - y

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