Ny forskning: Fem store epoker former hjernen gennem livet

Vores hjerner følger fem brede udviklingsmønstre gennem livet, og fire markante vendepunkter ved omkring 9, 32, 66 og 83 år ændrer måden, hjernen er forbundet på.

Det viser et stort forskningsprojekt fra University of Cambridge, hvor forskerne har analyseret diffusion-MRI-scanninger fra i alt 3.802 mennesker i alderen 0 til 90 år. Studiet er offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications og giver et nyt overblik over, hvordan hjernens netværk skifter retning flere gange gennem livet. 

Førsteforfatteren er neurovidenskabsforsker og ph.d. Alexa Mousley fra University of Cambridge.

Hun beskriver på universitetets hjemmside formålet med undersøgelsen sådan: "Vi ved, at hjernens ledningsnet er afgørende for vores udvikling, men vi mangler et samlet billede af, hvordan det ændrer sig på tværs af vores liv og hvorfor." Hun understreger samtidig betydningen af de nye fund: "Denne undersøgelse er den første til at identificere større faser af hjernens ledningsnet gennem et menneskeliv."

Fra fødslen og gennem barndommen ændrer hjernen sig i ét samlet mønster. Det spæde barn har en overflod af synapser, og i de første år skæres netværket gradvist til, så de mest aktive forbindelser bevares. Samtidig vokser både grå og hvid substans hurtigt, og hjernen får mere struktur. Ved niårsalderen når denne første fase sin afslutning, og hjernen bevæger sig ind i en ny retning. Ved denne alder kan forskerne se en klar overgang i de store netværkssystemer, som også passer med kendte ændringer i kognition og begyndende sårbarhed for mentale helbredsproblemer.

Ungdomsfasen strækker sig ifølge forskerne helt frem til begyndelsen af 30’erne. Det er en periode, hvor hjernen bliver mere og mere effektiv, både inden for lokale områder og på tværs af hele hjernen. Signalerne flyder hurtigere, og forbindelserne optimeres.

Mousley forklarer, at netop denne fase er den eneste i livet, hvor hjernens overordnede effektivitet stiger år for år. Det mønster fortsætter frem til omkring 32 år, hvor forskerne ser det stærkeste vendepunkt af alle. 

Det betyder, at hjernen fra dette tidspunkt skifter fra en periode med stigende effektivitet til en periode, hvor den igen langsomt begynder at blive mindre integreret.

Voksenfasen fra cirka 32 til 66 år er den længste og mest stabile. Her ændrer hjernen sig stadig, men i et roligere tempo end tidligere. Forskerne ser blandt andet, at hjernen gradvist bliver mere opdelt i mindre sektioner, hvor enkelte områder arbejder tættere sammen, mens forbindelserne på tværs af store områder bliver lidt mindre dominerende. Det passer med andre undersøgelser, som viser en form for plateau i både personlighed og intellektuelle evner gennem voksenlivet.

Omkring 66 år kommer endnu et vendepunkt, men det er mildere end de tidligere. Forskerne kan se, at hjernens netværk bevæger sig ind i en ny fase, hvor hvid substans begynder at vise tegn på aldring, og forbindelserne langsomt svækkes.

"Dataene tyder på, at en gradvis reorganisering af hjernens netværk kulminerer i midten af tresserne," siger Mousley. Hun peger samtidig på, at det er en alder, hvor flere helbredstilstande, blandt andet forhøjet blodtryk, kan begynde at påvirke hjernen.

Det sidste store skift sker ved omkring 83 år. Her overgår hjernen til en ny fase, som forskerne kalder senaldringsfasen. Forbindelserne på tværs af hjernen bliver svagere, og der opstår større afhængighed af enkelte nøgleområder, der skal kompensere for tabet af global sammenhæng. Det betyder, at hjernen i høj alder fungerer mere lokalt og i mindre netværksklynger. Forskerne understreger, at datamængden er mindre i denne aldersgruppe, men mønstrene er stærke nok til at udgøre et tydeligt vendepunkt.

Seniorforfatter Duncan Astle, professor i neuroinformatik på Cambridge, sætter udviklingen i perspektiv. På universitetets hjemmeside siger han: 

"Når man ser tilbage, føler mange af os, at vores liv har været præget af forskellige faser. Det viser sig, at hjernen også gennemgår sådanne epoker."

Han tilføjer, at forståelsen af de store skift i hjernens struktur kan hjælpe forskere med at finde ud af, hvornår hjernen er mest sårbar over for forstyrrelser og sygdom.

"At forstå, at hjernens strukturelle udvikling ikke er et spørgsmål om jævn fremgang, men derimod nogle få store vendepunkter, vil hjælpe os med at identificere hvornår og hvordan dens ledningsnet er sårbart over for forstyrrelser."