Американские ученые проанализировали данные МРТ более чем 11 700 детей в рамках долгосрочного исследования когнитивного развития подростков (ABCD). Выборка включала свыше 29 000 магнитно-резонансных томограмм детей, которым на момент начала исследования было 9-10 лет. При этом достоверность выводов исследования еще не прошла независимую оценку научного сообщества.

В детском и подростковом возрасте кора головного мозга постепенно истончается – это часть естественного развития мозга и упорядочивания нейронных связей. Авторы исследования отслеживали изменения толщины коры в течение шести лет, делая снимки мозга каждого участника несколько раз. Математические модели позволили оценить темпы развития различных отделов мозга.

Предвестник тревожности и депрессии

Различные зоны коры головного мозга в подростковом возрасте развиваются с разной скоростью. Например, участки, обрабатывающие поступающую через органы зрения информацию и телесные ощущения, достигают зрелости сравнительно рано. Напротив, области лобной и теменной долей, отвечающие за сложные мыслительные процессы, формируются значительно позже.

Развитие всей коры головного мозга подчиняется определенной закономерности. Сначала кора истончается быстро, после чего потеря серого вещества замедляется, и ее толщина остается неизменной на протяжении десятилетий. Предыдущие исследования давали противоречивые результаты на этот счет – по-видимому, из-за того, что разные участки мозга оценивались в неподходящее время.

Чтобы внести ясность в этот вопрос, авторы нового исследования сопоставили толщину коры головного мозга с показателями психического здоровья детей. Они выяснили, что если в рано созревающих зонах кора остается более толстой, это указывает на повышенный риск развития психических расстройств. Особенно четкая связь проявилась между состоянием мозга детей в возрасте 9-10 лет и возникшими у них четырьмя годами позже проблемами.

Толщина и структура коры головного мозга позволяли предсказать главным образом внутренние проблемы – тревожность и депрессию. Внешние поведенческие расстройства и агрессию выявить таким способом не удалось. На риски для психического здоровья указывали лишь те области, развитие которых замедлялось к 16 годам.

По словам исследователей, новые результаты объединяют прежние противоречивые теории в единое целое. Ученые делают вывод, что риск возникновения проблем с психическим здоровьем повышает не столько аномалия в определенной зоне мозга, сколько сместившийся ритм его развития. В более ранних исследованиях первопричины расстройств часто искали исключительно либо в сенсорных центрах, либо в отделах, обрабатывающих более сложную информацию.

Как отмечают ученые, в подростковом возрасте в мозге формируется общая предрасположенность к самым разным психическим расстройствам. При этом раннее отклонение в развитии не обязательно приводит к какому-то конкретному заболеванию, а лишь делает подростка более уязвимым в целом. Точные диагнозы ставятся уже в более зрелом возрасте.

Когда наступает подходящий момент для помощи подростку?

Зоны мозга, по которым можно спрогнозировать проблемы с психикой, совпадают с участками, чье развитие определяют еще до рождения активные генные сети. Иными словами, склонность к определенному типу развития коры головного мозга закладывается у человека в утробе матери.  

По словам авторов, гены, активные в период внутриутробного развития, закладывают фундамент для будущих нарушений развития мозга. Таким образом, человек носит в себе этот риск за годы до появления первых симптомов болезни. Полученные результаты подтверждают мнение о том, что наследственность определяет ритм развития мозга на самом раннем этапе. Более глубокое понимание этого ритма и генетики помогает врачам вовремя прийти на помощь молодежи.

Тем не менее, в новом исследовании авторы не смогли проследить развитие всех отделов мозга до конца, поскольку наиболее медленно формирующиеся зоны продолжают развиваться и после 16 лет. На момент проведения анализа у исследователей не было доступа к данным участников в более старшем подростковом возрасте. В качестве второго слабого места работы отмечается то, что дети во время сканирования склонны совершать непроизвольные движения, что часто ухудшает качество снимков.

Первоначальная версия научной работы доступна на сайте bioRxiv.