Uued tõendid otsmikusagara neuroplastilisuse kriitilise perioodi kohta noorukieas

Uued tõendid otsmikusagara neuroplastilisuse kriitilise perioodi kohta noorukieas

Ajakirjas Progress in Neurobiology avaldatud artiklis kirjeldasid Pittsburghi ülikooli meditsiinikooli neuroteadlased veenvaid uusi tõendeid kriitilise perioodi neuroplastilisuse kohta eesmise aju piirkonnas noorukieas, mil esinevad tõsised vaimuhaigused, nagu depressioon ja skisofreenia, ning riskikäitumise tipp.

Kasutades rohkem kui kaks korda suuremat eraldusvõimet kui tüüpiline magnetresonantstomograafia, leidsid teadlased vanusega seotud muutused inhibeerivate ja ergastavate neurotransmitterite suhtelises tasakaalus prefrontaalses ajukoores – ajupiirkonnas, mis vastutab tunnetuse, otsuste tegemise, lühiajalise mälu ja sotsiaalse käitumise modereerimise eest. Uuring laiendab teadlaste arusaama kriitilisest neuroplastilisusest imikueas, pakkudes esimesi tõendeid eesmise ajukoore plastilisuse kohta noorukieas.

Prefrontaalset ajukooret kirjeldatakse tavaliselt kui "aju juhti". Konkreetse instrumendi mängimise asemel koordineerib see mitut instrumenti ja ajupiirkonda, et määrata keerulisi funktsioone, nagu emotsioonide tajumine või juhtimine.

Beatriz Luna, Ph.D., vanemautor, Pitti psühhiaatriaprofessor

"See dokument pakub bioloogilisi tõendeid selle kohta, mida me kõik oleme kahtlustanud noorukite käitumise kohta," lisas Luna. "Noorukieas on aeg, mil tunnetus on spetsialiseerunud täiskasvanuikka ülemineku toetamisele ja elukestvate aju arengutrajektooride kindlaksmääramisele, mis võivad näiteks vaimuhaiguse korral rööpast välja lüüa."

Noorukiea on ainulaadne osa arengust, mis on põlvkondade kaupa hämmingus nii teadlasi kui ka lapsevanemaid. See kasvu- ja arenguperiood, mida iseloomustab suurenenud sensatsiooniotsing, kohanemisvõime, et omandada uusi kogemusi, mis on vajalikud aju spetsialiseerumiseks täiskasvanueas, algab puberteediea alguses ja tavaliselt taandub, kui inimene saab 18-aastaseks või veidi vanemaks.

Aju plastilisuse kriitilisel perioodil käivitab suurem ergastav funktsioon võrreldes inhibeeriva funktsiooniga, mis annab märku, et neuronaalsed süsteemid peavad tasakaalu taastamiseks ümber korraldama.

Uuringu osana uurisid teadlased kahe ajukemikaalide – glutamaadi ja gamma-aminovõihappe ehk GABA – taset eesmises ajukoores. Nii glutamaati kui ka GABA-d leidub ajus rohkesti. Neuronid kasutavad glutamaati aktiveerimis- või ergastussignaalide saatmiseks üle oma võrsete, samas kui GABA-d kasutatakse nende summutamiseks ja aju aktivatsiooni pärssimiseks. See tasakaal erutuse ja pärssimise vahel on aju jaoks ülioluline ja aju arengu eesmärk on saavutada.

Erinevalt varasematest uuringutest, milles kasutati vähem tundlikke aju pildistamise tehnikaid ja uuriti ainult glutamaadi või GABA taset, uurib Luna ja tema rühma uuring nende kahe neurotransmitteri vahelist tasakaalu, mõõtes nende taset suurema täpsusega.

Kasutades 144 noorukieas ja täiskasvanud osalejas reaalajas kõrge eraldusvõimega ajukuvamist, leidsid teadlased, et tasakaal ergastava glutamaadi ja inhibeeriva GABA vahel suurenes täiskasvanueas. See tõus oli peamiselt tingitud glutamaadi taseme olulisest langusest, mis lähenes vanuse suurenedes GABA tasemele.

Üheskoos valgustavad tulemused kriitilise perioodi plastilisust aju eesmises ajukoores ja rõhutavad, et noorukieas on ajupiirkonna dünaamilisel kujundamisel, mis toetab kognitsiooni ja kognitiivset kontrolli, oluline mõju sellele, kuidas me mõistame suurenenud sensatsiooniotsingu bioloogilisi mehhanisme ja muid kohanemisharjumusi, mis toetavad täiskasvanu ajuradasid. Aju keemiliste muutuste mõistmise laiendamine ja aju plastilisuse normatiivsete bioloogiliste mehhanismide määratlemine on psüühikahäiretele suunatud ravimeetodite väljatöötamise võtmeks.

"Oluline on uurida ajus toimuvaid fundamentaalseid muutusi, mis põhjustavad üleminekut noorukieast täiskasvanuikka," ütles Pitti kliinilise psühholoogia uurija Maria Perica. "Ebatäielikud teadmised aju normatiivse arengu kohta piiravad meie arusaamist sellest, mis põhjustab mõningaid muutusi, mida me kliiniliselt näeme."

Selle uuringu täiendavad autorid on Ph.D. Finnegan Calabro, Ph.D. Bart Larsen, Ph.D. Will Foran, Ph.D. Victor Yushmanov ja Ph.D. Chan-Hong Moon, kõik Pitt; Hoby Hetherington, Ph.D. Missouri Ülikoolist; ja Brenden Tervo-Clemmens, Ph.D. Massachusettsi üldhaiglast ja Harvardi meditsiinikoolist.

Seda uurimistööd toetasid riiklikud tervishoiuinstituudid (Grant MH067924) ja Stauntoni talu sihtasutus.

Allikas:

Pittsburghi ülikool

Viide:

Perica, MI jt. (2022) Frontaalse GABA ja glutamaadi areng toetab ergastuse/inhibeerimise tasakaalu noorukieast täiskasvanueani. Edusammud neurobioloogias. doi.org/10.1016/j.pneurobio.2022.102370.

.