Стандарты мозга

Мозг, как и сам человек, рождается, растет и стареет. Процесс этот во многом индивидуален, однако ограничен определенными анатомическими рамками. В детстве нормальный мозг быстро растет, к старости — медленно уменьшается в размерах. Отклонения от этих закономерностей обычно предшествуют различным заболеваниям. Ученые и медики знали это всегда, однако научно подтвержденных данных о нормах и допустимых вариациях до сих пор не существовало.

Международная группа из нескольких десятков исследователей под руководством доктора Ричарда Бетлеема (Richard Bethlehem) с факультета психиатрии Кембриджского университета решила исправить это упущение. На основе множества данных они впервые построили универсальные возрастные графики изменения мозга и его зон.

Материалом для графиков послужили данные магниторезонансной томографии, полученные в сотне медицинских учреждений. Эти сто с четвертью тысяч снимков принадлежат сотне тысяч здоровых людей и больных пациентов. База данных охватывает возрастной диапазон от ста пятнадцати дней после зачатия до ста лет. Из снимков программно извлекли объемы тканей и площади различных областей мозга. Ученые также накопили массив данных о ста пятидесяти диагностических параметрах мозга.

Авторам удалось подтвердить и даже впервые определить ключевые моменты развития и зрелости различных тканей мозга, толщину коры и размеры ряда его областей. Детальные исследования позволили замерить очень быстрые изменения в детстве.

Ученые установили, что объем серого вещества, то есть нервных клеток мозга, возрастает от середины беременности и достигает максимума перед шестью годами, а затем медленно снижается. А вот объем серого вещества подкорки, которое контролирует функции тела и базовое поведение человека, достигает пика в четырнадцать с половиной лет.

Объем белого вещества, то есть пучков аксонов, отвечающих за связи в мозгу, начинает расти еще в утробе и становится максимальным перед двадцатью девятью годами. Ускоренное снижение объема белого вещества обычно наступает после пятидесяти лет.

Недуги, например болезнь Альцгеймера, при которой разрушается мозговая ткань и снижаются когнитивные функции, вызывает ускоренное уменьшение размеров мозга, это хорошо видно на графиках.

Врачи уже два столетия применяют стандартизованные диаграммы роста и изменений размеров различных частей тела, например окружности головы. Педиатры повсеместно используют их для диагностики взросления и роста детей. Аналогичные данные о развитии мозга за всю человеческую жизнь сильно помогут медикам других специальностей.

Доктор Бетлеем указывает, что ученые находятся только в начале пути стандартизации мозга. Своей целью он считает такое состояние медицины, когда оценка общего объема мозга и его частей станет рутинной диагностикой. Для ее достижения исследователи создали сайт www.brainchart.io. На нем уже сейчас врачи могут сравнить свои данные с графиками, а также внести свою информацию в базу данных о мозге.

(Nature, 6 апреля 2022 - полный текст)