Hình ảnh não bộ của trẻ em cho thấy khả năng kiểm soát nhận thức tăng lên như thế nào theo độ tuổi

Khi não bộ của trẻ phát triển, nó trở nên tách biệt hơn thành các đơn vị chuyên biệt, nhưng đồng thời, tổng thể được tích hợp hơn do các kết nối “trung tâm” mạnh mẽ hơn. Những cấu trúc não mạng được xác định rõ ràng này có liên quan trực tiếp đến sự phát triển lành mạnh của các chức năng điều hành, chẳng hạn như khả năng kiểm soát các xung động, tổ chức và ra quyết định.

Trong một nghiên cứu mới, được công bố trên tạp chí Sinh học hiện tại, các nhà nghiên cứu đã có thể lập bản đồ những thay đổi trong não làm cơ sở cho những cải tiến này trong chức năng điều hành. Phát hiện cũng có thể dẫn đến việc xác định các dấu hiệu sinh học về sự phát triển bất thường của não có thể dự đoán nguy cơ rối loạn tâm thần và rối loạn tâm trạng nghiêm trọng của một người.

Ted Satterthwaite, trợ lý giáo sư về Tâm thần học tại Trường Y Perelman tại Đại học Pennsylvania.

“Cấu trúc liên kết mạng ngày càng mô-đun nhưng được tích hợp toàn cầu này có thể tối đa hóa hiệu quả truyền thông trong khi giảm thiểu chi phí đi dây trong não.”

Nghiên cứu cho thấy rằng cấu trúc não mô-đun rất quan trọng đối với sự phát triển của nhận thức và hành vi phức tạp. Trên thực tế, mức độ cải thiện chức năng điều hành ở một người trẻ tuổi liên quan trực tiếp đến cấu trúc mạng mô-đun được xác định rõ ràng như thế nào.

Đối với nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu bắt đầu điều tra mô hình phát triển bình thường của các mô-đun mạng cấu trúc và mối quan hệ của chúng với chức năng điều hành. Dữ liệu được lấy từ một mẫu lớn gồm 882 thanh niên trong độ tuổi từ 8 đến 22 đã trải qua chụp ảnh khuếch tán như một phần của Nhóm thuần tập phát triển thần kinh Philadelphia, một nghiên cứu dựa trên cộng đồng về sự phát triển não bộ bao gồm dữ liệu nhận thức và hình ảnh thần kinh phong phú.

Đúng như dự đoán, chức năng điều hành được cải thiện rõ rệt ở những người tham gia nghiên cứu theo độ tuổi. Phân tích hình ảnh não bộ cho thấy cấu trúc mô-đun ngày càng chuyên biệt và tích hợp đầy đủ.

“Sự phát triển của kiến ​​trúc mạng mô-đun không dẫn đến việc bộ não trở nên phân mảnh,” tác giả đầu tiên của nghiên cứu Graham Baum, tiến sĩ. ứng cử viên vào Trường Y Perelman thuộc Đại học Pennsylvania.

“Trên thực tế, năng lực giao tiếp mạng tổng thể thực sự tăng lên, do tăng cường các kết nối‘ trung tâm ’cụ thể giữa các mô-đun. Những kết quả này cho thấy rằng khi trẻ lớn lên, não của chúng trở nên tách biệt hơn thành các đơn vị chuyên biệt, nhưng cũng tích hợp hơn về tổng thể ”.

Các phát hiện cho thấy rằng một kiến ​​trúc mạng tích hợp toàn cầu có thể rất quan trọng để hỗ trợ quá trình xử lý chuyên biệt và giảm nhiễu giữa các hệ thống não bộ.

Các nhà nghiên cứu cho biết hiện họ đang kết hợp các kỹ thuật hình ảnh cấu trúc và chức năng để kiểm tra cách mạng cấu trúc não ràng buộc và hình thành các mạng não chức năng và các kiểu kích hoạt. Họ cũng sẽ tiến hành nghiên cứu để xác định xem thông tin này có thể giúp dự đoán sự xuất hiện của các rối loạn tâm thần ở trẻ em trong những năm sau đó hay không.

Nguồn: Cell Press