4 ช่วงเวลาชีวิตที่สมองจะเกิดการเปลี่ยนทางโครงสร้าง ครั้งใหญ่ที่สุด

นักประสาทวิทยาจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ สหราชอาณาจักร พบว่า โครงสร้างสมองของมนุษย์มีการเปลี่ยนผ่านครั้งใหญ่ 5 ช่วง ตลอดช่วงอายุขัยของคนเรา ช่วงเหล่านี้เกิดขึ้นเมื่อสมองปรับการเชื่อมต่อใหม่ เพื่อรองรับรูปแบบความคิดที่เปลี่ยนไปตามวัย ตั้งแต่ช่วงเติบโต เป็นผู้ใหญ่ จนถึงวัยเสื่อมถอย งานวิจัยนี้ถูกตีพิมพ์ในวารสาร Nature Communications 

งานวิจัยนี้เปรียบเทียบสมองของคน 3,802 คน อายุระหว่างแรกเกิดถึง 90 ปี ด้วยข้อมูลการสแกน MRI  ซึ่งเป็นการถ่ายภาพที่ใช้ติดตามการเคลื่อนไหวของโมเลกุลน้ำในเนื้อเยื่อสมอง เพื่อทำแผนที่เส้นใยประสาท นักวิจัยพบว่ามีช่วงการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างสมองครั้งใหญ่ 5 ระยะในชีวิตมนุษย์ แบ่งด้วยจุดเปลี่ยนสำคัญ 4 ครั้ง ตั้งแต่เกิดจนเสียชีวิต ซึ่งเป็นช่วงที่สมองปรับโครงสร้างใหม่

ช่วงจุดเปลี่ยนสำคัญ ได้แก่

• อายุ 9 ปี โครงสร้างสมองวัยเด็ก
• อายุ 32 ปี โครงสร้างสมองวัยผู้ใหญ่
• อายุ 66 ปี  การเริ่มต้นของวัยเสื่อมระยะแรก
• อายุ 83 ปี  วัยเสื่อมระยะท้าย

ดร.อเล็กซา เมาส์ลีย์ หนึ่งในผู้วิจัย กล่าวในแถลงการณ์ว่า เส้นใยประสาทมีบทบาทสำคัญต่อพัฒนาการ แต่เรายังขาดภาพรวมว่ามันเปลี่ยนไปอย่างไรและเพราะเหตุใดตลอดชีวิต 

งานวิจัยนี้เป็นครั้งแรกที่ระบุช่วงสำคัญของการจัดระเบียบเส้นใยสมองในช่วงชีวิตของมนุษย์ได้ชัดเจน ช่วงเวลาเหล่านี้ให้บริบทสำคัญว่าช่วงวัยไหนสมองอาจทำงานได้ดีที่สุด หรือมีความเปราะบางมากที่สุด ซึ่งช่วยให้เราเข้าใจว่าทำไมสมองบางคนจึงพัฒนาแตกต่างไปในช่วงเวลาสำคัญ เช่น ปัญหาการเรียนรู้ในวัยเด็ก หรือภาวะสมองเสื่อมในวัยสูงอายุ

อายุ 9 ปี โครงสร้างสมองเปลี่ยนจากทารกสู่เด็ก

ตั้งแต่วัยทารกจนถึงวัยเด็กตอนต้น สมองจะผ่านช่วงการ ปรับเครือข่ายให้กระชับ จุดเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาทสองเซลล์ที่ถูกสร้างขึ้นมากเกินไปในช่วงแรกเกิดจะถูกคัดออก โดยโครงสร้างสมองทั่วทั้งสมองปรับตัวตามรูปแบบเดียวกันตั้งแต่แรกเกิดจนถึงประมาณอายุ 9 ขวบ ขณะเดียวกัน ปริมาตรของสสารสีเทาและสีขาวก็เติบโตอย่างรวดเร็ว

ช่วงสมองวัยเด็กนี้กินเวลาตั้งแต่เกิดจนถึงจุดเปลี่ยนตอนอายุ 9 ปี ซึ่งเป็นวัยที่สมองเปลี่ยนความสามารถทางความคิดอย่างชัดเจน และยังเป็นวัยที่เสี่ยงต่อปัญหาสุขภาพจิตเพิ่มขึ้นด้วย

อายุ 32 ปี โครงสร้างสมองผู้ใหญ่เริ่มชัดเจน

เมื่อเข้าสู่วัยประมาณ 30 ต้น ๆ สายใยประสาทในสมองจะปรับเข้าสู่ “โหมดผู้ใหญ่” สสารสีขาวยังคงเพิ่มขึ้น ทำให้โครงข่ายการสื่อสารของสมองมีความละเอียดและมีประสิทธิภาพมากขึ้น สะท้อนจากภาพ MRI ที่แสดงการเคลื่อนที่ของโมเลกุลน้ำ

การเปลี่ยนแปลงนี้ทำให้สมองทำงานได้ดีที่สุดในช่วงวัยนี้ และทีมวิจัยระบุว่านี่เป็น “จุดเปลี่ยนเชิงโครงสร้างที่แข็งแรงที่สุดของชีวิตมนุษย์”

อายุ 66 ปี การเริ่มต้นของวัยเสื่อมระยะแรก

จุดเปลี่ยนช่วงอายุ 60 ปลาย ๆ บ่งบอกถึงการเริ่มต้นของโครงสร้างสมองในระยะแก่ตัวตอนต้น แม้ว่าจะไม่ใช่ช่วงที่มีการเปลี่ยนแปลงทางโครงสร้างอย่างรุนแรง แต่ทีมวิจัยยังพบรูปแบบการเปลี่ยนแปลงในเครือข่ายสมองโดยเฉลี่ยที่อายุประมาณ 66 ปี

เมาส์ลีย์ กล่าวว่า เมื่ออายุ 32 ปี เราเห็นการเปลี่ยนแปลงของการเชื่อมต่อสมองชัดเจนที่สุดมากกว่าทุกช่วงวัยอื่น แม้ว่าการเริ่มต้นวัยรุ่นจะชัดเจน แต่จุดสิ้นสุดกลับระบุได้ยากมาก จากข้อมูลโครงสร้างสมองอย่างเดียว เราพบว่าการเปลี่ยนแปลงแบบวัยรุ่นยุติลงในช่วงต้นวัย 30

วัยผู้ใหญ่เป็นช่วงที่ยาวที่สุด กินเวลาราว 30 ปี โดยสมองเข้าสู่สภาวะคงตัว ไม่มีจุดเปลี่ยนใหญ่ และสอดคล้องกับช่วงที่สติปัญญาและบุคลิกภาพมีเสถียรภาพ

นักวิจัยระบุว่า ข้อมูลบ่งชี้ว่าการจัดระเบียบใหม่ของเครือข่ายสมองอย่างค่อยเป็นค่อยไปนี้ไปถึงจุดสุดในวัยกลาง 60 ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับกระบวนการสูงวัย เช่น การเสื่อมของสสารสีขาว และยังเป็นช่วงที่ความเสี่ยงปัญหาสุขภาพหลายอย่างที่ส่งผลต่อสมองเพิ่มสูงขึ้น เช่น ความดันโลหิตสูง

อายุ 83 ปี วัยเสื่อมระยะท้าย

จุดเปลี่ยนสุดท้ายเกิดขึ้นราวอายุ 83 ปี แม้ข้อมูลช่วงนี้มีไม่มาก แต่ลักษณะเด่นคือการเปลี่ยนจากระบบเชื่อมโยงทั่วสมองไปเป็นการพึ่งพาเพียงบางพื้นที่ ขณะที่การเชื่อมต่อภาพรวมลดลงเรื่อย ๆ

สรุป

ดันแคน แอสเทิล ผู้ร่วมวิจัย กล่าวเสริมว่า หลายครั้งที่เราเหลียวกลับไปมองชีวิตและรู้สึกว่ามันผ่านมาหลายช่วง สมองของเราก็เช่นกันที่ผ่านยุคต่าง ๆ เหล่านี้ เงื่อนไขทางพัฒนาการ โรคทางจิต และโรคทางระบบประสาทจำนวนมากสัมพันธ์กับรูปแบบการเชื่อมต่อของสมอง และความแตกต่างเหล่านี้ทำนายปัญหาด้านความสนใจ ภาษา ความจำ และพฤติกรรมได้หลากหลาย

การเข้าใจว่าสมองไม่ได้เปลี่ยนไปแบบค่อยเป็นค่อยไปตลอดเวลา แต่มีจุดเปลี่ยนสำคัญเพียงไม่กี่ครั้ง อาจช่วยให้นักประสาทวิทยาระบุได้ชัดเจนยิ่งขึ้นว่า เมื่อใดและอย่างไรสมองอาจเปราะบางเป็นพิเศษ