Bộ não lớn hơn mở rộng vùng tư duy, nhưng phải trả giá

VIDEO: Các đặc quyền và chi phí lớn của não Tiến sĩ Armin Raznahan, Đơn vị phát triển thần kinh NIMH

Một nghiên cứu mới đã phát hiện ra rằng bộ não càng lớn thì diện tích bổ sung của nó càng chiếm nhiều hơn bởi sự phát triển trong các vùng tư duy của vỏ não hoặc lớp vỏ ngoài, với cái giá là sự phát triển tương đối chậm hơn ở các vùng cảm xúc, giác quan và vận động bậc thấp.

Các nhà nghiên cứu tại Viện Sức khỏe Tâm thần Quốc gia (NIMH) cho biết điều này phản ánh mô hình thay đổi não bộ trong quá trình tiến hóa và phát triển cá nhân, với các khu vực bậc cao cho thấy sự mở rộng lớn nhất.

Các nhà nghiên cứu cũng tìm thấy bằng chứng liên kết các vùng mở rộng cao với kết nối cao hơn giữa các tế bào thần kinh và tiêu thụ năng lượng cao hơn.

Armin Raznahan, MD, Ph.D., của NIMH, giải thích: “Cũng giống như các bộ phận khác nhau được yêu cầu để mở rộng quy mô của một khu vườn lên kích thước của một dinh thự, có vẻ như những bộ não linh trưởng lớn phải được xây dựng theo các tỷ lệ khác nhau Chương trình Nghiên cứu Nội bộ (IRP).

“Cần phải đầu tư thêm vào phần tích hợp thông tin, nhưng điều đó không có nghĩa là tốt hơn nên có một bộ não lớn hơn. Phát hiện của chúng tôi nói lên nhiều nhu cầu tổ chức khác nhau của những bộ não lớn hơn và nhỏ hơn. "

Đối với nghiên cứu, các nhà nghiên cứu của NIMH, cùng với các đồng nghiệp tại hơn sáu trung tâm nghiên cứu hợp tác, đã phân tích hình ảnh chụp cộng hưởng từ quét não của hơn 3.000 người từ Nhóm thuần tập phát triển thần kinh Philadelphia và Dự án Human Connectome.

Theo các nhà nghiên cứu, các khu vực vỏ não cho thấy sự mở rộng tương đối nhiều hơn trong các bộ não lớn hơn nằm ở đầu hệ thống phân cấp mạng và được chuyên biệt hóa về mặt chức năng, cấu trúc vi mô và phân tử để tích hợp thông tin từ các hệ thống bậc thấp hơn.

Vì chủ đề này liên quan đến quá trình tiến hóa, phát triển và sự biến đổi giữa các cá thể, nó dường như là một dấu hiệu sinh học ăn sâu, Raznahan gợi ý.

“Không phải tất cả các vùng vỏ não đều được tạo ra như nhau. Các khu vực mở rộng cao dường như chính xác là chi phí sinh học cao hơn, ”ông nói. “Có một khoản‘ tiền ’sinh học được chi để phát triển thêm mô đó. Những vùng này dường như tham lam hơn trong việc tiêu thụ năng lượng. Họ sử dụng máu được cung cấp oxy tương đối nhiều hơn so với các vùng có độ giãn nở thấp. Biểu hiện gen liên quan đến chuyển hóa năng lượng cũng cao hơn ở những vùng này.

“Nó đắt và bản chất không có khả năng chi tiêu trừ khi nó nhận được lợi tức từ khoản đầu tư của mình.”

Các nhà nghiên cứu lưu ý, vì những người mắc một số rối loạn tâm thần cho thấy sự thay đổi kích thước não liên quan đến ảnh hưởng di truyền, các bản đồ vỏ não mới có thể cải thiện sự hiểu biết về tổ chức não bị thay đổi trong các rối loạn, các nhà nghiên cứu lưu ý.

Các khu vực mở rộng cao hơn cũng liên quan đến các rối loạn phát triển thần kinh đa dạng, do đó, những hiểu biết mới có thể nắm giữ manh mối để hiểu những thay đổi về di truyền và môi trường có thể tác động đến các chức năng tâm thần cao hơn như thế nào, các nhà nghiên cứu cho biết thêm.

Raznahan cho biết: “Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy có những thay đổi về tổ chức nhất quán giữa não lớn và não nhỏ. “Quan sát thấy rằng não cần phải liên tục cấu hình bản thân khác nhau như một chức năng có kích thước của nó là điều quan trọng để hiểu cách não hoạt động trong các trạng thái sức khỏe và bệnh tật.”

Nghiên cứu được xuất bản trong Khoa học.

Nguồn: Viện Sức khỏe Tâm thần Quốc gia