Novi dokazi za kritično obdobje nevroplastičnosti v čelnem režnju med adolescenco

Novi dokazi za kritično obdobje nevroplastičnosti v čelnem režnju med adolescenco

V prispevku, objavljenem v reviji Progress in Neurobiology, so nevroznanstveniki na Medicinski fakulteti Univerze v Pittsburghu opisali prepričljive nove dokaze za kritično obdobje nevroplastičnosti v prednjem predelu možganov med adolescenco, časom, ko se pojavijo resne duševne bolezni, kot sta depresija in shizofrenija, in vrhunci tveganega vedenja.

Raziskovalci so z uporabo več kot dvakratne ločljivosti tipičnega slikanja z magnetno resonanco odkrili s starostjo povezane spremembe v relativnem ravnovesju inhibitornih in ekscitatornih nevrotransmiterjev v prefrontalnem korteksu – predelu možganov, ki je odgovoren za kognicijo, odločanje, kratkoročni spomin in moderiranje družbenega vedenja. Študija razširja razumevanje znanstvenikov o kritični nevroplastičnosti v otroštvu, tako da zagotavlja prve dokaze o plastičnosti v frontalnem korteksu v adolescenci.

Prefrontalni korteks je običajno opisan kot "vodja možganov". Namesto igranja na določen inštrument usklajuje več inštrumentov in predelov možganov, da določi zapletene funkcije, kot sta zaznavanje ali nadzor čustev.«

Beatriz Luna, dr., višja avtorica, profesorica psihiatrije na Pitt

"Ta dokument ponuja biološke dokaze za to, kar smo vsi sumili o vedenju mladostnikov," je dodala Luna. "Mladostništvo je čas, ko je kognicija specializirana za podpiranje prehoda v odraslost in določanje vseživljenjskih razvojnih poti možganov, ki se lahko iztirijo, na primer pri duševni bolezni."

Mladostništvo je edinstven del razvoja, ki že generacije bega raziskovalce in starše. To obdobje rasti in razvoja, za katerega je značilno povečano iskanje občutkov, prilagajanje za pridobivanje novih izkušenj, potrebnih za specializacijo možganov v odrasli dobi, se začne z začetkom pubertete in se na splošno umiri, ko oseba doseže 18 let ali nekoliko več.

Plastičnost možganov v kritičnem obdobju sproži večja ekscitatorna funkcija glede na inhibitorno funkcijo, kar signalizira, da se morajo nevronski sistemi reorganizirati, da ponovno vzpostavijo ravnovesje.

Kot del študije so znanstveniki preučevali ravni dveh možganskih kemikalij - glutamata in gama-aminomaslene kisline ali GABA - v čelni skorji. Glutamat in GABA sta v možganih v izobilju. Nevroni uporabljajo glutamat za pošiljanje aktivacijskih ali vzbujevalnih signalov preko svojih kalčkov, medtem ko se GABA uporablja za njihovo dušenje in zaviranje aktivacije možganov. To ravnovesje med vzbujanjem in zaviranjem je ključnega pomena za možgane in cilj razvoja možganov.

Za razliko od prejšnjih študij, ki so uporabljale manj občutljive tehnike slikanja možganov in so preučevale le ravni glutamata ali GABA, študija Lune in njene skupine preučuje ravnovesje med tema dvema nevrotransmitorjema z merjenjem njunih ravni z večjo stopnjo natančnosti.

Raziskovalci so s slikanjem možganov z visoko ločljivostjo v živo pri 144 mladostnikih in odraslih udeležencih ugotovili, da se je ravnovesje med ekscitatornim glutamatom in inhibitornim GABA povečalo v odrasli dobi. To povečanje je bilo predvsem posledica znatnega zmanjšanja ravni glutamata, ki se je z naraščajočo starostjo približala ravni GABA.

Rezultati skupaj osvetljujejo plastičnost kritičnega obdobja v frontalnem korteksu možganov in poudarjajo, da ima med adolescenco dinamično oblikovanje možganske regije, ki podpira kognicijo in kognitivni nadzor, pomembne posledice za to, kako razumemo biološke mehanizme povečanega iskanja občutkov in drugih prilagodljivih vedenj, ki podpirajo možganske poti odraslih. Širjenje razumevanja kemičnih sprememb v možganih in opredelitev normativnih bioloških mehanizmov plastičnosti možganov je ključnega pomena za razvoj terapij, usmerjenih v duševne motnje.

"Pomembno je preučiti temeljne spremembe v možganih, ki poganjajo prehod iz adolescence v odraslo dobo," je povedala glavna avtorica Maria Perica, raziskovalka pripravnica klinične psihologije na Pitt. "Nepopolno poznavanje normativnega razvoja možganov omejuje naše razumevanje tega, kaj poganja nekatere spremembe, ki jih vidimo klinično."

Dodatni avtorji te študije vključujejo dr. Finnegan Calabro, dr. Bart Larsen, dr. Will Foran, dr. Victor Yushmanov in dr. Chan-Hong Moon, vsi iz Pitta; Hoby Hetherington, dr. z Univerze Missouri; in dr. Brenden Tervo-Clemmens iz splošne bolnišnice Massachusetts in medicinske šole Harvard.

To raziskavo sta podprla Nacionalni inštitut za zdravje (Grant MH067924) in Staunton Farm Foundation.

Vir:

Univerza v Pittsburghu

Referenca:

Perica, MI, et al. (2022) Razvoj frontalne GABA in glutamata podpira ravnovesje vzbujanja/inhibicije od adolescence do odrasle dobe. Napredek v nevrobiologiji. doi.org/10.1016/j.pneurobio.2022.102370.

.