Cientistas revelam cinco grandes momentos em que seu cérebro muda dramaticamente

Uma equipe da Unidade de Cognição e Ciências do Cérebro do MRC de Cambridge analisou exames de difusão de ressonância magnética de 3.802 indivíduos, desde recém-nascidos até 90 anos de idade. Estas varreduras rastreiam o movimento da água através do tecido cerebral, o que ajuda os pesquisadores a mapear as redes que ligam uma região a outra.

Suas descobertas, publicadas em Comunicações da Naturezamostram que a estrutura do cérebro progride através de cinco grandes fases. Quatro “pontos decisivos” principais dividem essas fases, marcando as idades em que o cérebro passa por uma reorganização significativa.

Infância, adolescência e um caminho lento para a idade adulta

A primeira época vai do nascimento até cerca dos nove anos de idade, quando um grande ponto de viragem leva à fase da adolescência. Este período da adolescência dura muito mais tempo do que o esperado, continuando até aproximadamente os 32 anos, em média.

No início dos trinta anos, a fiação do cérebro muda para uma configuração adulta. Esta se torna a era mais longa e continua por mais de três décadas. Um terceiro ponto de viragem perto dos 66 anos marca o início de uma fase de “envelhecimento precoce”, enquanto a fase final de “envelhecimento tardio” surge por volta dos 83 anos.

“Sabemos que a fiação do cérebro é crucial para o nosso desenvolvimento, mas não temos uma visão geral de como ela muda ao longo de nossas vidas e por quê”, disse a Dra. Alexa Mousley, bolsista da Gates Cambridge que liderou a pesquisa. “Este estudo é o primeiro a identificar as principais fases da fiação cerebral ao longo da vida humana.”

“Essas eras fornecem um contexto importante sobre aquilo em que nossos cérebros podem ser melhores, ou mais vulneráveis, em diferentes fases de nossas vidas. Isso poderia nos ajudar a entender por que alguns cérebros se desenvolvem de maneira diferente em momentos-chave da vida, sejam dificuldades de aprendizagem na infância ou demência em nossos últimos anos.

Crescimento inicial do cérebro: sinapses, consolidação e mudanças rápidas

Desde a infância até a infância, o cérebro é moldado pela “consolidação da rede”. Os bebês geram um enorme número de sinapses, os pontos onde os neurônios se comunicam. Com o tempo, apenas as conexões mais ativas são mantidas enquanto as demais são eliminadas.

Durante este período, todo o cérebro segue um padrão consistente de religação. A matéria cinzenta e branca crescem rapidamente, empurrando a espessura cortical (a distância entre a substância cinzenta externa e a substância branca interna) ao seu ponto mais alto. As dobras do córtex cerebral também se estabilizam, formando as cristas vistas na superfície externa.

Aos nove anos, o cérebro encontra o seu primeiro grande ponto de viragem. As capacidades cognitivas expandem-se rapidamente nesta idade, mas o risco de desenvolver certas condições de saúde mental também se torna maior.

Adolescência: aumentando a eficiência e redes cerebrais mais organizadas

A segunda época, a adolescência, é marcada pelo crescimento contínuo da substância branca. À medida que estes caminhos se expandem, a organização das redes de comunicação torna-se mais refinada. As varreduras de difusão por ressonância magnética mostram um movimento mais ordenado da água no tecido, refletindo conexões mais fortes e coordenadas.

Este período é notável pelo aumento da eficiência na forma como os sinais se movem tanto dentro de regiões individuais como através de todo o cérebro. Essas melhorias estão ligadas a ganhos no desempenho cognitivo.

“A eficiência neural é, como você pode imaginar, bem conectada por caminhos curtos, e a era da adolescência é a única em que essa eficiência está aumentando”, disse Mousley.

Estas mudanças atingem o seu pico no início dos anos trinta, o que os investigadores descrevem como o “ponto de viragem topológico mais forte” ao longo de toda a vida.

“Por volta dos 32 anos, vemos as mudanças mais direcionais na fiação e a maior mudança geral na trajetória, em comparação com todos os outros pontos de inflexão”, disse Mousley. “Embora a puberdade ofereça um início claro, o fim da adolescência é muito mais difícil de definir cientificamente. Com base puramente na arquitetura neural, descobrimos que as mudanças na estrutura cerebral, semelhantes às da adolescência, terminam por volta dos trinta e poucos anos.”

Idade adulta: estabilidade e compartimentalização gradual

Aproximadamente aos 32 anos, começa a época adulta. Esta fase é relativamente estável em comparação com fases anteriores da vida, e não aparecem outros pontos de viragem importantes durante cerca de trinta anos. Segundo os pesquisadores, isso se alinha com um “platô de inteligência e personalidade” descrito em outros estudos.

Eles também notaram uma crescente “segregação” durante esse período, o que significa que diferentes regiões do cérebro começam a operar de maneiras mais distintas e especializadas.

O próximo ponto de viragem, por volta dos 66 anos, é muito mais subtil. Embora não envolva mudanças estruturais dramáticas, a equipa ainda observou mudanças significativas na organização da rede.

“Os dados sugerem que uma reorganização gradual das redes cerebrais culmina em meados dos anos sessenta”, disse Mousley. “Isto está provavelmente relacionado com o envelhecimento, com uma conectividade ainda mais reduzida à medida que a substância branca começa a degenerar. Esta é uma idade em que as pessoas enfrentam um risco aumentado de uma variedade de condições de saúde que podem afetar o cérebro, como a hipertensão”.

Envelhecimento tardio: declínio da conectividade global e dependência regional

A virada final chega perto dos 83 anos, sinalizando o início da última época da estrutura cerebral. Embora a quantidade de dados para esta fase seja limitada, os investigadores encontraram um padrão claro. O cérebro torna-se menos conectado globalmente e depende mais fortemente de regiões específicas.

“Olhando para trás, muitos de nós sentimos que nossas vidas foram caracterizadas por diferentes fases. Acontece que os cérebros também passam por essas eras”, disse o autor sênior Prof Duncan Astle, professor de Neuroinformática em Cambridge.

“Muitas condições de neurodesenvolvimento, saúde mental e neurológicas estão ligadas à forma como o cérebro está conectado. Na verdade, as diferenças nas conexões cerebrais predizem dificuldades de atenção, linguagem, memória e uma série de comportamentos diferentes.”

“Compreender que a jornada estrutural do cérebro não é uma questão de progressão constante, mas sim um dos poucos pontos de viragem importantes, irá ajudar-nos a identificar quando e como a sua fiação é vulnerável à perturbação”.

A pesquisa recebeu apoio do Conselho de Pesquisa Médica, da Fundação Gates e da Templeton World Charitable Foundation.