Από την εκρηκτική ανάπτυξη της παιδικής ηλικίας μέχρι την αργή πτώση της τρίτης ηλικίας, κάθε αλλαγή στον εγκέφαλό μας μπορεί τελικά να μετρηθεί και να αξιολογηθεί με βάση τα πρότυπα αναφοράς.

Για να γίνει αυτό δυνατό για πρώτη φορά είναι το BrainChart, ένα διαδραστικό εργαλείο κατασκευασμένο από καμπύλες που περιγράφουν τα πρότυπα ανάπτυξης και γήρανσης του ανθρώπινου εγκεφάλου από 0 έως 100 χρόνια. Λήφθηκαν με βάση σαρώσεις εγκεφάλου περισσότερων από 100.000 ατόμων από όλο τον κόσμο, για ένα σύνολο σχεδόν ένα petabyte δεδομένων που αναλύθηκαν χρησιμοποιώντας περίπου 2 εκατομμύρια ώρες υπολογιστικού χρόνου.

Το αποτέλεσμα, που δημοσιεύτηκε στο Nature από μια ομάδα με επικεφαλής τα πανεπιστήμια του Κέμπριτζ και της Πενσυλβάνια, έχει ήδη αποδειχθεί πολύτιμο για την έρευνα της νευροεπιστήμης και θα μπορούσε επίσης να είναι πολύτιμο στο μέλλον για τη διάγνωση ψυχιατρικών και νευροεκφυλιστικών ασθενειών όπως το Αλτσχάιμερ.

Το BrainChart θα μπορούσε να αντιπροσωπεύει μια σημαντική ανακάλυψη στην ιατρική, παρόμοια με αυτή που σημειώθηκε πριν από περισσότερα από 200 χρόνια με την εισαγωγή καμπυλών ανάπτυξης για την αξιολόγηση βάρους και ύψους σε βρέφη και παιδιά. Μέχρι τώρα, κανείς δεν ήταν σε θέση να αναπτύξει τέτοια εργαλεία για την παρακολούθηση της εξέλιξης του εγκεφάλου.

Για να καλύψουν αυτό το κενό, οι ερευνητές ανέλυσαν σχεδόν 124.000 μαγνητικές τομογραφίες εγκεφάλου περισσότερων από 100.000 ατόμων όλων των ηλικιών, από 115 ημέρες μετά τη σύλληψη έως και 100 ετών. Συγκεντρώνοντας δεδομένα απεικόνισης από 10 μελέτες που πραγματοποιήθηκαν σε όλο τον κόσμο, ήταν δυνατό να χαρτογραφηθούν οι αλλαγές στον ανθρώπινο εγκέφαλο κατά τη διάρκεια της ζωής, ορίζοντας διαφορετικές καμπύλες ανάπτυξης.

Χάρη στο BrainChart (επίσης διαθέσιμο στην ομώνυμη πλατφόρμα brainchart.io), έχουν ήδη εντοπιστεί ορισμένα θεμελιώδη στάδια ανάπτυξης του εγκεφάλου που μέχρι στιγμής είχαν χαθεί. Συγκεκριμένα, ο όγκος της φαιάς ουσίας έχει παρατηρηθεί να αυξάνεται γρήγορα από τα μέσα της κύησης, να κορυφώνεται λίγο πριν την ηλικία των έξι ετών και στη συνέχεια αρχίζει σιγά-σιγά να μειώνεται. Ο όγκος της λευκής ουσίας αυξάνεται επίσης γρήγορα από τα μέσα της κύησης έως την πρώιμη παιδική ηλικία και κορυφώνεται λίγο πριν την ηλικία των 29 ετών, ενώ η μείωση επιταχύνεται μετά την ηλικία των 50 ετών. Ο όγκος της υποφλοιώδους φαιάς ουσίας (η οποία ελέγχει τις βασικές σωματικές λειτουργίες και συμπεριφορές) κορυφώνεται στην εφηβεία, ακριβώς στα 14 και μισό ετών.

«Είμαστε ακόμη σε αρχικό στάδιο με τα γραφήματα του εγκεφάλου μας: μέχρι στιγμής έχουμε δείξει ότι είναι δυνατό να δημιουργηθούν αυτά τα εργαλεία συγκεντρώνοντας μεγάλες ποσότητες δεδομένων», λέει ο Richard Bethlehem, του Τμήματος Ψυχιατρικής του Πανεπιστημίου του Κέμπριτζ. “Τα γραφήματα αρχίζουν να παρέχουν ενδιαφέρουσες πληροφορίες για την ανάπτυξη του εγκεφάλου και η φιλοδοξία μας για το μέλλον καθώς ενσωματώνουμε νέα σύνολα δεδομένων και βελτιώνουμε τις καμπύλες είναι ότι μπορούν να γίνουν μέρος της κλινικής ρουτίνας. Θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την αξιολόγηση ασθενών σε προληπτικούς ελέγχους. για Αλτσχάιμερ, για για παράδειγμα, επιτρέποντάς μας να εντοπίσουμε τα σημάδια του νευροεκφυλισμού συγκρίνοντας πόσο γρήγορα έχει αλλάξει ο όγκος του εγκεφάλου σε σύγκριση με τους συνομηλίκους τους.