Neurocientistas da Universidade de Cambridge relatam que o cérebro humano passa por cinco “épocas principais” à medida que se reestrutura desde o desenvolvimento inicial até a velhice avançada. Cada estágio reflete uma maneira diferente como o cérebro apoia o pensamento, a aprendizagem e o comportamento à medida que crescemos, nos desenvolvemos e, eventualmente, experimentamos o declínio relacionado à idade.
Uma equipe da Unidade de Cognição e Ciências do Cérebro do MRC de Cambridge analisou varreduras de ressonância magnética por difusão de 3.802 indivíduos, variando desde recém-nascidos até pessoas de 90 anos. Essas varreduras rastreiam o movimento da água através do tecido cerebral, ajudando os pesquisadores a mapear as redes que conectam uma região a outra.
Os resultados, publicados na Nature Communications, mostram que a estrutura do cérebro progride por meio de cinco fases amplas. Quatro “pontos de inflexão” chave dividem essas fases, marcando idades em que o cérebro passa por uma reorganização significativa.
Criança, Adolescência e um Lento Caminho para a Idade Adulta
A primeira época abrange desde o nascimento até cerca dos nove anos, quando um importante ponto de inflexão leva à fase adolescente. Esse período adolescente dura muito mais do que o esperado, continuando até aproximadamente os 32 anos em média.
Na early thirties, a fiação do cérebro muda para uma configuração adulta. Essa se torna a era mais longa e continua por mais de três décadas. Um terceiro ponto de inflexão próximo aos 66 anos marca o início de uma fase de “envelhecimento precoce”, enquanto a fase final de “envelhecimento tardio” surge por volta dos 83 anos.
“Sabemos que a fiação do cérebro é crucial para nosso desenvolvimento, mas não temos uma visão ampla de como isso muda ao longo de nossas vidas e por quê,” disse a Dra. Alexa Mousley, uma bolsista da Gates Cambridge que liderou a pesquisa. “Este estudo é o primeiro a identificar fases principais da fiação do cérebro ao longo da vida humana.”
“Essas eras fornecem um contexto importante sobre o que nossos cérebros podem ser melhores ou mais vulneráveis em diferentes estágios de nossas vidas. Isso pode nos ajudar a entender por que alguns cérebros se desenvolvem de forma diferente em momentos-chave da vida, seja por dificuldades de aprendizado na infância ou demência em nossos anos posteriores.”
Crescimento Cerebral Inicial: Sinapses, Consolidação e Mudança Rápida
Desde a infância até a infância, o cérebro é moldado pela “consolidação de redes”. Os bebês geram um enorme número de sinapses, os pontos onde os neurônios se comunicam. Com o tempo, apenas as conexões mais ativas são mantidas, enquanto o restante é eliminado.
Durante esse período, todo o cérebro segue um padrão de reestruturação consistente. A matéria cinza e a matéria branca crescem rapidamente, empurrando a espessura cortical (a distância entre a matéria cinza externa e a matéria branca interna) para seu ponto mais alto. As dobras do córtex cerebral também se estabilizam, formando as elevações observadas na superfície externa.
Até os nove anos, o cérebro encontra seu primeiro importante ponto de inflexão. As habilidades cognitivas se expandem rapidamente a essa idade, mas o risco de desenvolver certas condições de saúde mental também aumenta.
Adolescência: Aumento da Eficiência e Redes Cerebrais Mais Organizadas
A segunda época, adolescência, é marcada pelo crescimento contínuo da matéria branca. À medida que essas vias se expandem, a organização das redes de comunicação se torna mais refinada. Varreduras de ressonância magnética por difusão mostram um movimento da água mais ordenado no tecido, refletindo conexões mais fortes e coordenadas.
Esse período é notável pelo aumento da eficiência em como os sinais se movem tanto dentro de regiões individuais quanto por todo o cérebro. Essas melhorias estão ligadas a ganhos no desempenho cognitivo.
“A eficiência neural é como você pode imaginar, bem conectada por caminhos curtos, e a era adolescente é a única em que essa eficiência está aumentando,” disse Mousley.
Essas mudanças atingem o pico no início dos trinta anos, que os pesquisadores descrevem como o “ponto de inflexão topológico mais forte” durante toda a vida.
“Por volta dos 32 anos, vemos as mudanças mais direcionais na fiação e a maior alteração geral na trajetória, em comparação com todos os outros pontos de inflexão,” afirmou Mousley. “Enquanto a puberdade oferece um início claro, o final da adolescência é muito mais difícil de definir cientificamente. Com base puramente na arquitetura neural, descobrimos que mudanças semelhantes às da adolescência na estrutura do cérebro terminam em torno dos trinta anos.”
Idade Adulta: Estabilidade e Compartimentalização Gradual
Aos aproximadamente 32 anos, a época adulta começa. Esta fase é relativamente estável em comparação com os estágios anteriores da vida, e não aparecem novos pontos de inflexão significativos por cerca de trinta anos. Segundo os pesquisadores, isso se alinha a um “platô de inteligência e personalidade” descrito em outros estudos.
Eles também notaram uma crescente “segregação” durante esse tempo, o que significa que diferentes regiões do cérebro começam a operar de maneiras mais distintas e especializadas.
O próximo ponto de inflexão, por volta dos 66 anos, é muito mais sutil. Embora não envolva mudanças estruturais dramáticas, a equipe ainda observou mudanças significativas na organização das redes.
“Os dados sugerem que uma reorganização gradual das redes cerebrais culmina na meia-idade,” disse Mousley. “Isso provavelmente está relacionado ao envelhecimento, com conectividade reduzida à medida que a matéria branca começa a se deteriorar. Esta é uma idade em que as pessoas enfrentam um risco aumentado de uma variedade de condições de saúde que podem afetar o cérebro, como hipertensão.”
Envelhecimento Tardio: Conectividade Global Decrescente e Dependência Regional
O último ponto de inflexão chega próximo aos 83 anos, sinalizando o início da última época da estrutura cerebral. Embora a quantidade de dados para esta fase seja limitada, os pesquisadores encontraram um padrão claro. O cérebro torna-se menos globalmente conectado e depende mais fortemente de regiões específicas.
“Olhando para trás, muitos de nós sentimos que nossas vidas foram caracterizadas por diferentes fases. Acontece que os cérebros também passam por essas eras,” disse o autor sênior Prof. Duncan Astle, Professor de Neuroinformática em Cambridge.
“Muitas condições neurodesenvolvimentais, de saúde mental e neurológicas estão ligadas à forma como o cérebro é conectado. De fato, diferenças na fiação cerebral preveem dificuldades com atenção, linguagem, memória e uma série de comportamentos diferentes.”
“Compreender que a jornada estrutural do cérebro não é uma questão de progresso constante, mas sim de alguns pontos principais de inflexão, nos ajudará a identificar quando e como sua fiação é vulnerável a interrupções.”
A pesquisa recebeu apoio do Conselho de Pesquisa Médica, da Fundação Gates e da Fundação Charitable Templeton World.
