子供の脳の画像は、認知制御が年齢とともにどのように増加するかを示しています

子供の脳が発達するにつれて、それはより専門的な単位に分離されますが、同時に、より強力な「ハブ」接続により、全体としてより統合されます。これらの明確に定義されたネットワーク化された脳構造は、衝動を制御し、組織を維持し、意思決定を行う能力など、実行機能の健全な発達に直接関連しています。

ジャーナルに発表された新しい研究で 現在の生物学、研究者たちは、実行機能のこれらの改善の根底にある脳の変化をマッピングすることができました。調査結果はまた、精神病および主要な気分障害の人のリスクを予測できる異常な脳発達のバイオマーカーの特定につながる可能性があります。

「非常にモジュール式のシステムは断片化する可能性があるため、構造的脳ネットワークの発達的改良がモジュール式の分離とグローバル統合の増加を伴うことを発見して驚いた」ペンシルバニア大学。

「このますますモジュール化され、グローバルに統合されたネットワークトポロジは、脳の配線コストを最小限に抑えながら、通信効率を最大化する可能性があります。」

この研究は、モジュラー脳アーキテクチャが複雑な認知と行動の発達に重要であることを示唆しています。実際、若い人の実行機能が向上する度合いは、彼のモジュール式ネットワーク構造がどれほど明確に定義されているかに直接関連しています。

研究のために、研究者らは構造ネットワークモジュールの正常な発達パターンとそれらの実行機能との関係を調査することに着手しました。フィラデルフィアの神経発達コホートの一部として拡散イメージングを受けた、8歳から22歳までの882人の若者の大規模なサンプルからのプルされたデータは、豊富なニューロイメージングと認知データを含む脳発達のコミュニティベースの研究です。

予想通り、研究参加者の年齢とともに、実行機能は著しく改善されました。脳画像の分析により、ますます専門化され、完全に統合されたモジュール構造が明らかになりました。

「モジュール式ネットワークアーキテクチャの開発では、脳が断片化することはありませんでした」と、この研究の最初の著者であるGraham Baum博士は説明しています。ペンシルベニア大学ペレルマン医学部の候補者。

「実際、モジュール間の特定の「ハブ」接続の強化により、全体的なネットワーク通信容量が実際に増加しました。これらの結果は、子供が成長するにつれて、彼らの脳はより専門的な単位に分離されるようになるだけでなく、全体としてより統合されるようになることを示しています。」

調査結果は、グローバルに統合されたネットワークアーキテクチャが、特殊な処理をサポートし、脳システム間の干渉を減らすために重要である可能性があることを示唆しています。

研究者たちは、構造的脳機能と機能的画像技術を組み合わせて、構造的脳ネットワークが機能的脳ネットワークと活性化パターンをどのように制約し、形作るかを検討していると言います。彼らはまた、この情報が数年後の子供の精神障害の出現を予測するのに役立つかどうかを決定するための研究を行うでしょう。

出典：Cell Press