الرسوم البيانية الأولى للدماغ البشري توضّح النمو السريع وتراجعه على مدى العمر!

ويوضحون كيف تتغير أذهاننا من جنين يبلغ من العمر 15 أسبوعا إلى شخص بالغ يبلغ من العمر 100 عام، وهي نتيجة مشروع بحثي امتد عبر ست قارات وشمل ما يقرب من 125000 عملية مسح للدماغ.

وسمحت الرسوم البيانية للخبراء بتأكيد - وفي بعض الحالات إظهارها لأول مرة - معالم التطور التي تم افتراضها في السابق فقط، مثلا في أي عمر تصل مناطق مختلفة من الدماغ إلى ذروة الحجم.

وتزداد المادة الرمادية، أو خلايا الدماغ، على سبيل المثال، بسرعة من منتصف الحمل فصاعدا، وتبلغ ذروتها قبل أن نبلغ سن السادسة. ثم تبدأ ببطء في الانخفاض.

كما تزداد المادة البيضاء، أو اتصالات الدماغ، بسرعة خلال مرحلة الطفولة المبكرة وتصل إلى ذروتها قبل أن يبلغ البشر سن 29 عاما، قبل أن يتسارع التراجع عندما يصل الشخص إلى الخمسينات من عمره.

وفي غضون ذلك، وجد فريق دولي من الباحثين أن حجم المادة الرمادية في القشرة المخية، التي تتحكم في وظائف الجسم والسلوك الأساسي، يبلغ ذروته في سن المراهقة عند 14 عاما ونصف العام.

وعلى الرغم من أنه ليس مخصصا حاليا للاستخدام السريري، يأمل الخبراء بقيادة جامعة كامبريدج أن تصبح الرسوم البيانية أداة روتينية مشابهة لكيفية استخدام مخططات النمو المعيارية للأطفال.

وكانت هذه المخططات حجر الزاوية في الرعاية الصحية للأطفال لأكثر من 200 عام، وتستخدم في العيادات للمساعدة في مراقبة نمو الأطفال وتطورهم مقارنة بأقرانهم.

إقرأ المزيد

"بعد الدم البشري".. العثور على جزيئات بلاستيكية دقيقة في أعمق جزء من رئة الإنسان!

وقد يرسم مخطط النمو النموذجي العمر على المحور الأفقي مقابل الارتفاع على المحور الرأسي، ولكن بدلا من أن يكون خطا واحدا، فإنه سيعرض نطاقا يعكس التباين الطبيعي في الطول أو الوزن أو محيط الرأس.

ولا توجد مخططات مرجعية مماثلة لقياس التغيرات المرتبطة بالعمر في الدماغ البشري.

كما أن الافتقار إلى أدوات التقييم الموحد لنمو الدماغ والشيخوخة له صلة خاصة بدراسة الاضطرابات النفسية، حيث تتطلب الاختلافات بين الحالات وعدم التجانس داخلها أدوات يمكن أن تقول شيئا ذا مغزى عن فرد واحد بالطريقة التي يمكن بها للمخططات المرجعية السريرية وحالات مثل مرض الزهايمر التي تسبب تنكس أنسجة المخ والتدهور المعرفي.

وقال الباحثون إن دراستهم هي خطوة رئيسية نحو سد هذه الفجوة.

وعلى عكس مخططات نمو الأطفال، يغطي BrainChart كامل عمر الإنسان، من التطور في الرحم إلى الشيخوخة، ويهدف إلى إنشاء لغة مشتركة لوصف التباين في نمو الدماغ ونضجه.

وبينما أثبتت مخططات الدماغ بالفعل أنها مفيدة للبحث، على المدى الطويل، يعتزم الفريق استخدامها كأداة إكلينيكية.

وتحتوي مجموعات البيانات بالفعل على حوالي 165 تصنيفا تشخيصيا مختلفا، ما يعني أنه يمكن للباحثين رؤية كيف يختلف الدماغ في حالات مثل مرض الزهايمر.

ويسبب مرض الزهايمر تنكسا عصبيا وفقدانا لأنسجة المخ، لذلك من المرجح أن يعاني الأشخاص المصابون بهذه الحالة من انخفاض حجم المخ مقارنة بأقرانهم.

وكما هو واضح من مخططات الدماغ، بينما يتناقص حجم الدماغ بشكل طبيعي مع تقدم العمر، فإنه يحدث بشكل أسرع بكثير لدى مرضى الزهايمر.

ويأمل الفريق في جعل مخططات الدماغ أكثر تمثيلا لجميع السكان، مشيرا إلى الحاجة إلى المزيد من بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي للدماغ حول المجموعات الاجتماعية والاقتصادية والعرقية التي كانت تعاني من نقص التمثيل سابقا.

ومع بيانات تصوير الدماغ، تكون الأمور أكثر تعقيدا قليلا من مجرد إخراج شريط قياس، وقياس طول شخص ما أو محيط رأسه.

وبالإضافة إلى ذلك، يأمل الفريق في جعل مخططات الدماغ أكثر تمثيلا لجميع السكان، مشيرا إلى الحاجة إلى المزيد من بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي للدماغ حول المجموعات الاجتماعية والاقتصادية والعرقية التي كانت تعاني من نقص التمثيل في السابق.

واستخدم الفريق برنامج التصوير العصبي لاستخراج البيانات من فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي، بدءا من حجم المادة الرمادية أو المادة البيضاء، ثم توسيع نطاق عملها للنظر في التفاصيل الدقيقة، مثل سمك القشرة أو حجم مناطق معينة من الدماغ.

واستخدموا إطار عمل تنفذه منظمة الصحة العالمية لتوليد مخططات النمو لبناء مخططات الدماغ الخاصة بهم.

ويقدر الباحثون أنهم استخدموا حوالي مليوني ساعة من وقت الحوسبة، لتحليل ما يقرب من بيتابايت من البيانات.

ونُشر البحث في مجلة Nature.

المصدر: ديلي ميل