Suche
Mein Konto
Nya bevis för en kritisk period av neuroplasticitet i frontalloben under tonåren
I en artikel publicerad i Progress in Neurobiology beskrev neuroforskare vid University of Pittsburgh School of Medicine övertygande nya bevis för en kritisk period av neuroplasticitet i den främre hjärnregionen under tonåren, en tid då allvarliga psykiska sjukdomar som depression och schizofreni inträffar, och risktagande beteende toppar. Med mer än dubbelt så hög upplösning som en typisk magnetisk resonanstomografi, fann forskare åldersrelaterade förändringar i den relativa balansen av hämmande och excitatoriska neurotransmittorer i den prefrontala cortex - ett område i hjärnan som ansvarar för kognition, beslutsfattande, korttidsminne och modererande socialt beteende. Studien utökar forskarnas förståelse för det kritiska...
Nya bevis för en kritisk period av neuroplasticitet i frontalloben under tonåren
I en artikel publicerad i Progress in Neurobiology beskrev neuroforskare vid University of Pittsburgh School of Medicine övertygande nya bevis för en kritisk period av neuroplasticitet i den främre hjärnregionen under tonåren, en tid då allvarliga psykiska sjukdomar som depression och schizofreni inträffar, och risktagande beteende toppar.
Med mer än dubbelt så hög upplösning som en typisk magnetisk resonanstomografi, fann forskare åldersrelaterade förändringar i den relativa balansen av hämmande och excitatoriska neurotransmittorer i den prefrontala cortex - ett område i hjärnan som ansvarar för kognition, beslutsfattande, korttidsminne och modererande socialt beteende. Studien utökar forskarnas förståelse av kritisk neuroplasticitet i spädbarnsåldern genom att tillhandahålla det första beviset på plasticitet i frontala cortex i tonåren.
Den prefrontala cortex beskrivs vanligtvis som "hjärnans ledare." Istället för att spela ett specifikt instrument, koordinerar den flera instrument och regioner i hjärnan för att bestämma komplexa funktioner som perception eller kontroll av känslor."
Beatriz Luna, Ph.D., senior författare, professor i psykiatri vid Pitt
"Det här dokumentet ger biologiska bevis för vad vi alla har misstänkt om ungdomars beteende," tillade Luna. "Tonåren är den tid då kognition är specialiserad på att stödja övergången till vuxen ålder och bestämma livslånga utvecklingsbanor för hjärnan som kan spåras ur, till exempel vid psykisk ohälsa."
Tonåren är en unik del av utvecklingen som har förbryllat både forskare och föräldrar i generationer. Denna period av tillväxt och utveckling, kännetecknad av ökat känselsökande, anpassningsbar för att skaffa nya erfarenheter nödvändiga för hjärnspecialisering i vuxen ålder, börjar med pubertetens början och planar i allmänhet ut när personen når 18 år eller något äldre.
Hjärnans plasticitet i den kritiska perioden utlöses av en större excitatorisk funktion i förhållande till hämmande funktion, vilket signalerar att neuronala system måste omorganiseras för att återfå balansen.
Som en del av studien undersökte forskare nivåerna av två hjärnkemikalier - glutamat och gamma-aminosmörsyra, eller GABA - i frontala cortex. Glutamat och GABA är båda rikligt förekommande i hjärnan. Neuroner använder glutamat för att skicka aktiverings- eller excitationssignaler över sina groddar, medan GABA används för att dämpa dem och hämma hjärnaktivering. Denna balans mellan excitation och hämning är avgörande för hjärnan och vad hjärnans utveckling syftar till att uppnå.
Till skillnad från tidigare studier som använde mindre känsliga hjärnavbildningstekniker och endast undersökte nivåer av antingen glutamat eller GABA, undersöker Luna och hennes grupps studie balansen mellan dessa två signalsubstanser genom att mäta deras nivåer med en högre grad av precision.
Genom att använda levande, högupplöst hjärnavbildning hos 144 ungdomar och vuxna deltagare, fann forskarna att balansen mellan excitatoriskt glutamat och hämmande GABA ökade i vuxen ålder. Denna ökning berodde främst på en signifikant minskning av glutamatnivåerna, som närmade sig GABA-nivåerna med stigande ålder.
Tillsammans belyser resultaten kritisk periodisk plasticitet i hjärnans frontala cortex och understryker att under tonåren har den dynamiska utformningen av hjärnregionen som stöder kognition och kognitiv kontroll viktiga implikationer för hur vi förstår de biologiska mekanismerna för ökat sensationssökande och andra adaptiva beteenden som stödjer vuxnas hjärnbanor. Att utöka förståelsen för kemiska förändringar i hjärnan och definiera normativa biologiska mekanismer för hjärnans plasticitet är nyckeln till att utveckla terapier riktade mot psykiska störningar.
"Det är viktigt att undersöka de grundläggande förändringarna i hjärnan som driver övergången från tonåren till vuxen ålder", säger huvudförfattaren Maria Perica, forskarpraktikant i klinisk psykologi vid Pitt. "Ofullständig kunskap om normativ hjärnutveckling begränsar vår förståelse av vad som driver några av de förändringar vi ser kliniskt."
Ytterligare författare till denna studie inkluderar Finnegan Calabro, Ph.D., Bart Larsen, Ph.D., Will Foran, Ph.D., Victor Yushmanov, Ph.D., och Chan-Hong Moon, Ph.D., alla från Pitt; Hoby Hetherington, Ph.D., vid University of Missouri; och Brenden Tervo-Clemmens, Ph.D., från Massachusetts General Hospital och Harvard Medical School.
Denna forskning stöddes av National Institutes of Health (Grant MH067924) och Staunton Farm Foundation.
Källa:
Hänvisning:
Perica, MI, et al. (2022) Utveckling av frontal GABA och glutamat stöder excitations-/hämningsbalansen från tonåren till vuxen ålder. Framsteg inom neurobiologi. doi.org/10.1016/j.pneurobio.2022.102370.
.