Fundacja Praca Moc Energia
CZŁOWIEK I BIOSFERA

Sieci neuronowe u noworodka

Filar złożonej struktury hierarchicznej sieci neuronowych charakterystycznej dla mózgu dorosłego człowieka istnieje już u trzydziestotygodniowego płodu, a w kolejnych tygodniach ciąży zostają uzupełnione połączenia nerwowe pomiędzy tymi, swego rodzaju, “autostradami” wewnątrzmózgowej komunikacji i resztą mózgu. Przedwczesny poród może spowodować jednak anomalie we wspomnianej drugiej fazie rozwoju sieci neuronowych.

Rozległa pajęczyna dróg komunikacyjnych pomiędzy różnymi okolicami mózgu osiąga pełen rozwój w trzydziestym tygodniu życia płodu, a w kolejnych tygodniach rozwijają się połączenia nerwowe pomiędzy tą newralgiczną infrastrukturą i pozostałymi obszarami mózgu. Dowód na to, iż integracja głównych węzłów połączeniowych kory mózgowej jest ukończona na długo przed ich przebudową, której ulega ogólnie łączność neuronowa po porodzie, dostarczyli naukowcy z King’s College w Londynie, którzy przeprowadzili badanie polegające na zeskanowaniu za pomocą rezonansu magnetycznego z dyfuzyjnym obrazowaniem widmowym (ang. diffusion spectrum imaging – DSI) mózgu 63 noworodków (w tym 17 urodzonych w terminie i 46 wcześniaków).

Wyjątkowe zdolności poznawcze ssaków, a unikalne człowieka, opierają się na niezwykle wysokim poziomie łączności pomiędzy wieloma różnymi obszarami mózgu. Osiągniecie tak doskonałej łączności zawdzięczamy – w ramach dopuszczalnych limitów – objętości i zużyciu energii w naszym mózgu, który, choć stanowi tylko ok. 2% masy ciała, zużywa ok. 20% zapotrzebowania na energię. Hierarchiczna struktura połączeń nerwowych w mózgu człowieka wykształciła się w wyniku ewolucji. Na jej szczycie znajdują się neurony niesłychanie bogate w połączenia bezpośrednie zarówno z innymi neuronami bardzo dobrze skomunikowanymi, jak i z neuronami drugiego poziomu, połączonymi w mniejszym stopniu. Neurony bogate w połączenia bezpośrednie, bardzo kosztowne z punktu widzenia zużycia energii, stanowią prawdziwe “huby” umożliwiające skuteczną wymianę sygnałów pomiędzy wszystkimi obszarami mózgu.

Gareth Ball i jego koledzy, dzięki badaniu, opisanemu i opublikowanemu na łamach Proceedings of the National Academy of Sciences, po raz pierwszy określili czas rozwoju tej zorganizowanej struktury u człowieka, począwszy od dwudziestego czwartego tygodnia życia płodu. Wykazali oni, że system połączeń między neuronami charakteryzującymi się komunikacją na wysokim poziomie, stabilizuje się w trzydziestym tygodniu życia płodu, a w późniejszym okresie, tj. do czterdziestego tygodnia ciąży (w przypadku terminowego porodu) następuje rozrost połączeń przede wszystkim pomiędzy głównymi węzłami połączeń, a pozostałą częścią mózgu.

Ukształtowanie się zorganizowanej struktury neuronów bogatych w bezpośrednie połączenia na długo przed terminowym czasem porodu – piszą autorzy artykułu – zapewnia fundament do późniejszego rozwoju złożonych funkcji neurologicznych również u wcześniaków. Niemniej, wczesne wystawienie płodu na środowisko pozamaciczne wiąże się ze zmianą architektury sieci neuronowej zarówno w zakresie łączności na bliską odległość między korowymi i podkorowymi okolicami mózgu, jak i między różnymi, sąsiadującymi ze sobą, obszarami korowymi.

Źródło: Proceedings of the National Academy of Sciences Grafika: Human Connectome Project


Nie opuść innych artykułów i programów
Zapisz się do comiesięcznego newslettera


Przeczytaj także

Zhackować podświadomość do odnalezienia wewnętrznej kreatywności

Alan O. Grinde

Sztuczna inteligencja lepsza od ludzi w odcyfrowywaniu uszkodzonych starożytnych tekstów

Alan O. Grinde

Płód słucha, dziecko pamięta

Anna Śnieżyńska

Nowe zdjęcia ukazują nietypowość mózgu Einsteina

Alan O. Grinde

Zagadki ewolucji

Karolina Pietrzak

Domowe skany prenatalne

Alan O. Grinde