Μια νέα επιστημονική μελέτη της Ιατρικής Σχολής του Harvard έρχεται να ρίξει φως σε έναν από τους πιο κρίσιμους και σύνθετους μηχανισμούς της ανθρώπινης ανάπτυξης: τον τρόπο με τον οποίο ο εγκέφαλος περνά από την περίοδο της αυξημένης πλαστικότητας στα πρώτα χρόνια της ζωής σε μια πιο σταθερή και ώριμη λειτουργία.
Η έρευνα, που δημοσιεύτηκε στις 20 Μαΐου στο επιστημονικό περιοδικό Nature, δείχνει ότι η κορτιζόλη, η ορμόνη που συνδέεται με το στρες, φαίνεται να παίζει καθοριστικό ρόλο στη σταδιακή μείωση της πλαστικότητας του εγκεφάλου καθώς ο οργανισμός ωριμάζει.
Τα ευρήματα βασίστηκαν σε πειράματα με ποντίκια, ωστόσο οι επιστήμονες εντόπισαν ενδείξεις ότι ο ίδιος βιολογικός μηχανισμός υπάρχει και στον ανθρώπινο εγκέφαλο.
Τι είναι οι κρίσιμες περίοδοι ανάπτυξης
Οι λεγόμενες κρίσιμες περίοδοι είναι τα πρώτα στάδια της ζωής κατά τα οποία ο εγκέφαλος είναι ιδιαίτερα δεκτικός σε ερεθίσματα, εμπειρίες και μάθηση.
Σε αυτή τη φάση διαμορφώνονται βασικές νευρωνικές συνδέσεις που επηρεάζουν τη γνωστική ανάπτυξη, τη συμπεριφορά, την αντίληψη και τη μάθηση μέχρι την ενήλικη ζωή.
Ο εγκέφαλος των πρώτων χρόνων δεν είναι απλώς πιο «ευέλικτος». Είναι βιολογικά προγραμματισμένος να μαθαίνει γρήγορα από το περιβάλλον, να δημιουργεί νέες συνδέσεις και να προσαρμόζεται.
Το μεγάλο ερώτημα για τους επιστήμονες ήταν τι ακριβώς οδηγεί στο τέλος αυτών των κρίσιμων περιόδων και γιατί ο εγκέφαλος χάνει σταδιακά μέρος αυτής της έντονης πλαστικότητας.
Ο ρόλος της κορτιζόλης στον εγκέφαλο
Η ερευνητική ομάδα του Harvard διαπίστωσε ότι η κορτιζόλη, γνωστή κυρίως ως ορμόνη του στρες, ενεργοποιεί μια αλυσίδα βιολογικών αλλαγών στον εγκέφαλο.
Στα ποντίκια, η αντίστοιχη ορμόνη είναι η κορτικοστερόνη. Όταν τα νεαρά ποντίκια εκτέθηκαν φυσιολογικά στο φως, ο οργανισμός τους παρήγαγε την ορμόνη αυτή, η οποία με τη σειρά της ενεργοποίησε ειδικούς υποδοχείς σε κύτταρα του εγκεφάλου που ονομάζονται αστροκύτταρα.
Τα αστροκύτταρα δεν είναι απλοί «βοηθοί» των νευρώνων. Συμμετέχουν ενεργά στη ρύθμιση του εγκεφαλικού περιβάλλοντος, επηρεάζοντας τον τρόπο με τον οποίο δημιουργούνται, σταθεροποιούνται ή περιορίζονται οι νευρωνικές συνδέσεις.
Σύμφωνα με τη μελέτη, η ενεργοποίηση αυτών των κυττάρων οδήγησε στην ενεργοποίηση περισσότερων από 100 γονιδίων, προκαλώντας την ωρίμανση του εξωκυττάριου πλέγματος γύρω από τους νευρώνες.
Αυτό το πλέγμα λειτουργεί σαν ένα βιολογικό «φρένο» στην υπερβολική πλαστικότητα, περιορίζοντας σταδιακά τη δημιουργία νέων συνδέσεων και συμβάλλοντας στο κλείσιμο της κρίσιμης περιόδου μάθησης.
Τι έδειξαν τα πειράματα στο σκοτάδι
Ένα από τα πιο σημαντικά ευρήματα της μελέτης προέκυψε όταν τα ποντίκια μεγάλωσαν σε σκοτεινό περιβάλλον.
Σε αυτή την περίπτωση, η διαδικασία που οδηγεί στο κλείσιμο της κρίσιμης περιόδου δεν ενεργοποιήθηκε με τον ίδιο τρόπο. Ο εγκέφαλος παρέμεινε σε κατάσταση μεγαλύτερης πλαστικότητας, δείχνοντας ότι τα εξωτερικά ερεθίσματα, όπως το φως, παίζουν κρίσιμο ρόλο στην ωρίμανση των εγκεφαλικών κυκλωμάτων.
Ακόμη πιο εντυπωσιακό ήταν το εύρημα ότι όταν οι ερευνητές αφαίρεσαν συγκεκριμένους υποδοχείς κορτιζόλης από ενήλικα ποντίκια, ο εγκέφαλος εμφάνισε ξανά σημάδια αυξημένης πλαστικότητας.
Με απλά λόγια, φάνηκε σαν να «άνοιξε» ξανά μια περίοδος μάθησης που κανονικά είχε κλείσει.
Η πιθανή σύνδεση με τον ανθρώπινο εγκέφαλο
Οι ερευνητές ανέλυσαν επίσης υπάρχοντα δεδομένα από ανθρώπινους εγκεφάλους και εντόπισαν ενδείξεις ότι η ίδια βιολογική οδός υπάρχει και στον άνθρωπο.
Μάλιστα, η δραστηριότητα αυτού του μηχανισμού φαίνεται να κορυφώνεται κατά την εφηβεία, μια περίοδο κατά την οποία ο εγκέφαλος συνεχίζει να αναδιαμορφώνεται έντονα.
Το εύρημα αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό, καθώς μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα πώς διαμορφώνονται οι περίοδοι μάθησης, αλλά και γιατί ο λανθασμένος χρονισμός τους μπορεί να συνδέεται με νευροαναπτυξιακές ή ψυχιατρικές διαταραχές.
Σύνδεση με αυτισμό, σχιζοφρένεια και διπολική διαταραχή
Η ομάδα του Harvard εκτιμά ότι τα νέα ευρήματα μπορεί να συμβάλουν στην καλύτερη κατανόηση καταστάσεων όπως ο αυτισμός, η σχιζοφρένεια και η διπολική διαταραχή.
Οι διαταραχές αυτές πιθανόν συνδέονται, μεταξύ άλλων, με προβλήματα στον χρονισμό των κρίσιμων περιόδων ανάπτυξης του εγκεφάλου.
Αν ο εγκέφαλος «κλείσει» πολύ νωρίς ή πολύ αργά ορισμένα παράθυρα πλαστικότητας, μπορεί να επηρεαστεί ο τρόπος με τον οποίο διαμορφώνονται βασικά νευρωνικά κυκλώματα.
Η μελέτη δεν δίνει άμεσες θεραπευτικές απαντήσεις, αλλά ανοίγει έναν νέο δρόμο για την κατανόηση των μηχανισμών που βρίσκονται πίσω από την ανάπτυξη του εγκεφάλου και την ευαλωτότητά του σε συγκεκριμένες περιόδους της ζωής.
Το επόμενο ερώτημα: τι κάνει το πρώιμο στρες
Ένα από τα επόμενα βήματα των επιστημόνων είναι να εξετάσουν πώς το έντονο στρες στα πρώτα χρόνια της ζωής επηρεάζει αυτόν τον μηχανισμό.
Το ερώτημα είναι κρίσιμο, καθώς η κορτιζόλη συνδέεται άμεσα με την αντίδραση του οργανισμού στο στρες.
Εάν το χρόνιο ή έντονο στρες μεταβάλλει τον χρόνο με τον οποίο κλείνουν οι κρίσιμες περίοδοι μάθησης, τότε θα μπορούσε να επηρεάζει μακροπρόθεσμα την ανάπτυξη, τη συμπεριφορά και τη γνωστική λειτουργία.
Παράλληλα, οι ερευνητές σκοπεύουν να μελετήσουν τι συμβαίνει στον ίδιο μηχανισμό κατά τη γήρανση του εγκεφάλου, αναζητώντας πιθανές συνδέσεις με τη μείωση της πλαστικότητας στην ενήλικη ζωή.
Όπως δήλωσε ο νευροβιολόγος Μάικλ Γκρίνμπεργκ, επικεφαλής της μελέτης, οι ερευνητές πιστεύουν ότι εντόπισαν έναν βασικό μηχανισμό που ελέγχει το κλείσιμο των κρίσιμων περιόδων κατά την ανάπτυξη.
Η ανακάλυψη αυτή δεν εξηγεί μόνο πώς ο εγκέφαλος ωριμάζει. Δείχνει και πόσο καθοριστικά μπορεί να είναι τα πρώτα χρόνια της ζωής για τη μελλοντική μάθηση, την προσαρμογή και την ψυχική υγεία.
Πηγή: Pagenews.gr