De hersenen gaan door vijf belangrijke fasen gedurende een mensenleven stelt onderzoek in Nature. Telkens herprogrammeren ze zich om andere manieren van denken te ondersteunen.
De Universiteit van Cambridge onderzocht de hersenen van bijna vierduizend proefpersonen tussen nul en negentig jaar oud. Met behulp van MRI-diffusiescans keken ze specifiek naar hoe watermoleculen zich door hersenweefsel bewegen, om een beeld te krijgen van de ‘bedrading’ van de hersenen.
Vier keerpunten
Zo konden ze vier cruciale keerpunten identificeren tijdens een mensenleven. Op die momenten herprogrammeren de hersenen zich en gaan ze een nieuwe fase in.
Een eerste keerpunt komt er op de leeftijd van ongeveer negen jaar, wanneer de adolescentie start. Rond 32 jaar verschuift de neurale bedrading van de hersenen naar de volwassen modus – de langste periode, die meer dan drie decennia duurt. Rond de leeftijd van 66 start de ‘vroege verouderingsfase’, en rond de leeftijd van 83 volgt de ‘late verouderingsfase’.
“Die periodes bieden belangrijke context voor waar onze hersenen het beste in zijn, of waar ze het meest kwetsbaar voor zijn, in verschillende levensfasen”, zegt onderzoeker Alexa Mousley. “Het zou ons kunnen helpen begrijpen waarom sommige hersenen zich op belangrijke momenten in het leven anders ontwikkelen, of het nu gaat om leerproblemen in de kindertijd of dementie op latere leeftijd.”
Grote evolutie
In de eerste kinderfase worden onze hersenen gedefinieerd door ‘netwerkconsolidatie’. De overvloed aan verbindingen tussen neuronen, die in de hersenen van een baby volop worden geproduceerd, neemt dan af. Enkel de meest actieve verbindingen blijven over en tegelijk nemen de grijze en witte stof snel in volume toe.
Tegen het eerste omslagpunt, rond de leeftijd van negen jaar, ondergaat het brein een stapsgewijze verandering in cognitieve capaciteit en een verhoogd risico op psychische stoornissen, zeggen de onderzoekers.
In het tweede ’tijdperk’ van de hersenen, de adolescentie, draait het om efficiëntie. De witte stof neemt verder in volume toe en de communicatienetwerken in de hersenen worden steeds verfijnder. Verbindingen worden efficiënter en de cognitieve prestaties verbeteren.
Piek rond dertig
Die ontwikkelingen bereiken een piek in het begin van de dertiger jaren. Dan volgt de langste periode, die van de volwassenheid: de hersenarchitectuur stabiliseert zich en drie decennia lang blijft alles min of meer hetzelfde. Die periode komt overeen met het concept van het ‘plateau in intelligentie en persoonlijkheid’ uit eerder wetenschappelijk onderzoek.
Gemiddeld op 66-jarige leeftijd volgt dan opnieuw een omslagpunt, maar dat is veel milder, zonder grote structurele verschuivingen.
“De data geven aan dat een geleidelijke reorganisatie van hersennetwerken halverwege de jaren zestig culmineert”, legt Mousley uit. “Dat heeft waarschijnlijk te maken met veroudering, met verdere afname van connectiviteit naarmate de witte stof begint te degenereren. Het is een leeftijd waarop mensen een verhoogd risico lopen op verschillende gezondheidsproblemen die ook de hersenen kunnen aantasten, zoals hoge bloeddruk.”
Het laatste omslagpunt komt rond de leeftijd van 83 jaar: dan breekt het laatste tijdperk van de hersenstructuur aan.
De gegevens voor dit tijdperk zijn beperkt, maar er is een duidelijke verschuiving “van globaal naar lokaal”: de connectiviteit van het hele brein neemt nog verder af.
Levensfasen
“Als we terugkijken op ons leven, hebben we vaak het gevoel dat het gekenmerkt is door verschillende fasen – nu blijkt dat onze hersenen ook door deze fasen heen gaan”, zegt Duncan Astle, hoogleraar Neuro-Informatica aan de Universiteit van Cambridge en mede-auteur.
Begrijpen dat het brein geen lange, geleidelijke evolutie doormaakt maar eerder door tijdperken gaat, geeft inzicht in wanneer het kwetsbaar is voor schade, zegt hij.
“Veel problemen rond ontwikkeling, mentale gezondheid en neurologie hangen samen met de manier waarop de hersenen zijn opgebouwd. Verschillen in de bedrading van de hersenen kunnen problemen met aandacht, taal, geheugen en een hele reeks verschillende gedragingen verklaren.”