Imej Otak Kanak-kanak Menunjukkan Bagaimana Kawalan Kognitif meningkat seiring bertambahnya usia
Semasa otak kanak-kanak berkembang, otak menjadi lebih terpisah menjadi unit khusus, tetapi pada masa yang sama, lebih terintegrasi secara keseluruhan kerana hubungan "hub" yang lebih kuat. Struktur otak yang dijelaskan dengan baik ini berkaitan langsung dengan perkembangan fungsi eksekutif yang sihat, seperti kemampuan untuk mengawal impuls, tetap teratur, dan membuat keputusan.
Dalam kajian baru, yang diterbitkan dalam jurnal Biologi Semasa, penyelidik dapat memetakan perubahan otak yang mendasari peningkatan fungsi eksekutif ini. Penemuan ini juga boleh membawa kepada pengenalpastian biomarker perkembangan otak yang tidak normal yang dapat meramalkan risiko seseorang untuk psikosis dan gangguan mood utama.
"Kami terkejut mendapati bahawa penyempurnaan perkembangan rangkaian otak struktur melibatkan peningkatan pengasingan modular dan integrasi global, kerana sistem yang sangat modular berpotensi menjadi terpecah-pecah," kata Ted Satterthwaite, seorang penolong profesor Psikiatri di Perelman School of Medicine di Universiti Pennsylvania.
"Topologi rangkaian yang semakin modular tetapi bersepadu secara global ini dapat memaksimumkan kecekapan komunikasi sambil meminimumkan kos pendawaian di otak."
Kajian menunjukkan bahawa seni bina otak modular sangat penting untuk pengembangan kognisi dan tingkah laku yang kompleks. Sebenarnya, sejauh mana peningkatan fungsi eksekutif pada orang muda secara langsung berkaitan dengan seberapa jelas struktur rangkaian modularnya.
Untuk kajian ini, para penyelidik berusaha untuk menyelidiki pola perkembangan normal struktur rangkaian struktur dan hubungannya dengan fungsi eksekutif. Data yang diambil dari sampel besar 882 pemuda berusia antara lapan dan 22 tahun yang telah menjalani pengimejan difusi sebagai sebahagian daripada Philadelphia Neurodevelopmental Cohort, sebuah kajian pengembangan otak berdasarkan masyarakat yang merangkumi data neuroimaging dan kognitif yang kaya.
Seperti yang dijangkakan, fungsi eksekutif meningkat dengan ketara pada peserta kajian dengan usia. Analisis gambar otak menunjukkan struktur modular yang semakin khusus dan bersepadu sepenuhnya.
"Perkembangan seni bina rangkaian modular tidak mengakibatkan otak menjadi terpecah-pecah," jelas penulis pertama kajian itu, Graham Baum, seorang Ph.D. calon di Perelman School of Medicine di University of Pennsylvania.
“Sebenarnya, kapasiti komunikasi rangkaian keseluruhan sebenarnya meningkat, kerana pengukuhan hubungan‘ hub ’khusus antara modul. Hasil ini menunjukkan bahawa ketika anak-anak membesar, otak mereka menjadi lebih terpisah menjadi unit khusus, tetapi juga lebih terintegrasi secara keseluruhan. "
Hasil kajian menunjukkan bahawa seni bina rangkaian bersepadu global mungkin penting untuk menyokong pemprosesan khusus dan mengurangkan gangguan antara sistem otak.
Para penyelidik mengatakan bahawa mereka kini menggabungkan teknik pencitraan struktur dan fungsional untuk mengkaji bagaimana rangkaian otak struktural mengekang dan membentuk rangkaian otak fungsional dan corak pengaktifan. Mereka juga akan melakukan penyelidikan untuk menentukan sama ada maklumat ini dapat membantu meramalkan kemunculan gangguan psikiatri pada kanak-kanak beberapa tahun kemudian.
Sumber: Cell Press
