Jauni pierādījumi par kritisko neiroplastiskuma periodu priekšējā daivā pusaudža gados

Jauni pierādījumi par kritisko neiroplastiskuma periodu priekšējā daivā pusaudža gados

Rakstā, kas publicēts Progress in Neurobiology, Pitsburgas Medicīnas skolas universitātes neirozinātnieki aprakstīja pārliecinošus jaunus pierādījumus par kritisku neiroplastiskuma periodu priekšējās smadzeņu reģionā pusaudža gados, kad rodas nopietnas garīgas slimības, piemēram, depresija un šizofrēnija, un riska uzņemšanās uzvedības maksimumi.

Izmantojot vairāk nekā divas reizes lielāku izšķirtspēju nekā tipiska magnētiskās rezonanses attēlveidošanas skenēšana, pētnieki atklāja ar vecumu saistītas izmaiņas inhibējošo un ierosinošo neirotransmiteru relatīvajā līdzsvarā prefrontālajā garozā - smadzeņu apgabalā, kas ir atbildīgs par izziņu, lēmumu pieņemšanu, īstermiņa atmiņu un regulējošu sociālo uzvedību. Pētījums paplašina zinātnieku izpratni par kritisko neiroplastiskumu zīdaiņa vecumā, sniedzot pirmos pierādījumus par plastiskumu pieres garozā pusaudža gados.

Prefrontālo garozu parasti raksturo kā "smadzeņu vadītāju". Tā vietā, lai spēlētu kādu konkrētu instrumentu, tā koordinē vairākus instrumentus un smadzeņu reģionus, lai noteiktu sarežģītas funkcijas, piemēram, emociju uztveri vai kontroli.

Beatriz Luna, Ph.D., vecākā autore, Pita psihiatrijas profesore

"Šis dokuments sniedz bioloģiskus pierādījumus tam, ko mēs visi esam aizdomas par pusaudžu uzvedību," piebilda Luna. "Pusaudža vecums ir laiks, kad izziņa specializējas, lai atbalstītu pāreju uz pilngadību un noteiktu smadzeņu attīstības trajektorijas mūža garumā, kuras var izjaukt no sliedēm, piemēram, garīgās slimības."

Pusaudža vecums ir unikāla attīstības daļa, kas paaudzēm ir mulsinājusi gan pētniekus, gan vecākus. Šis izaugsmes un attīstības periods, kam raksturīga pastiprināta sajūtu meklēšana, adaptācija, lai iegūtu jaunu pieredzi, kas nepieciešama smadzeņu specializācijai pieaugušā vecumā, sākas ar pubertātes sākumu un parasti izlīdzinās, kad persona sasniedz 18 gadu vecumu vai nedaudz vairāk.

Smadzeņu plastiskumu kritiskajā periodā izraisa lielāka ierosmes funkcija salīdzinājumā ar inhibējošo funkciju, kas liecina, ka neironu sistēmām ir jāpārkārtojas, lai atgūtu līdzsvaru.

Pētījuma ietvaros zinātnieki pārbaudīja divu smadzeņu ķīmisko vielu – glutamāta un gamma-aminosviestskābes jeb GABA – līmeni frontālajā garozā. Gan glutamāts, gan GABA smadzenēs ir daudz. Neironi izmanto glutamātu, lai nosūtītu aktivizācijas vai ierosmes signālus pāri saviem asniem, savukārt GABA izmanto, lai tos slāpētu un kavētu smadzeņu aktivāciju. Šis līdzsvars starp ierosmi un kavēšanu ir ļoti svarīgs smadzenēm un smadzeņu attīstības mērķim.

Atšķirībā no iepriekšējiem pētījumiem, kuros tika izmantotas mazāk jutīgas smadzeņu attēlveidošanas metodes un tika pārbaudīts tikai glutamāta vai GABA līmenis, Luna un viņas grupas pētījums pārbauda līdzsvaru starp šiem diviem neirotransmiteriem, mērot to līmeni ar lielāku precizitātes pakāpi.

Izmantojot dzīvu, augstas izšķirtspējas smadzeņu attēlveidošanu 144 pusaudžiem un pieaugušajiem, pētnieki atklāja, ka līdzsvars starp ierosinošo glutamātu un inhibējošo GABA palielinājās pieaugušā vecumā. Šis pieaugums galvenokārt bija saistīts ar ievērojamu glutamāta līmeņa pazemināšanos, kas, pieaugot vecumam, tuvojās GABA līmenim.

Rezultāti kopā izgaismo kritiskā perioda plastiskumu smadzeņu frontālajā garozā un uzsver, ka pusaudža gados smadzeņu reģiona dinamiskā veidošanās, kas atbalsta izziņu un kognitīvo kontroli, būtiski ietekmē to, kā mēs saprotam pastiprinātas sajūtu meklēšanas un citu adaptīvās uzvedības bioloģiskos mehānismus, kas veido atbalsta pieaugušo smadzeņu ceļus. Izpratnes paplašināšana par ķīmiskajām izmaiņām smadzenēs un smadzeņu plastiskuma normatīvo bioloģisko mehānismu noteikšana ir galvenais, lai izstrādātu terapiju, kas vērsta uz garīgiem traucējumiem.

"Ir svarīgi izpētīt fundamentālās izmaiņas smadzenēs, kas veicina pāreju no pusaudža vecuma uz pieaugušo vecumu," sacīja vadošā autore Marija Perica, Pita klīniskās psiholoģijas pētniece. "Nepilnīgas zināšanas par normatīvo smadzeņu attīstību ierobežo mūsu izpratni par to, kas izraisa dažas izmaiņas, ko mēs redzam klīniski."

Papildu šī pētījuma autori ir Ph.D. Finnegan Calabro, Ph.D. Barts Larsens, Ph.D. Vils Forans, Ph.D. Viktors Jušmanovs un Ph.D. Chan-Hong Moon, visi Pits; Hobijs Heteringtons, Ph.D. no Misūri Universitātes; un Brenden Tervo-Clemmens, Ph.D., no Masačūsetsas Vispārējās slimnīcas un Hārvardas Medicīnas skolas.

Šo pētījumu atbalstīja Nacionālie veselības institūti (Grant MH067924) un Staunton Farm Foundation.

Avots:

Pitsburgas Universitāte

Atsauce:

Perica, MI u.c. (2022) Frontālās GABA un glutamāta attīstība atbalsta ierosmes/inhibīcijas līdzsvaru no pusaudža vecuma līdz pieauguša cilvēka vecumam. Sasniegumi neirobioloģijā. doi.org/10.1016/j.pneurobio.2022.102370.

.