La adolescencia marca no solo el período de maduración física que une la infancia y la edad adulta, sino también un período crucial para la remodelación del cerebro humano. Un estudio de Penn revela nuevos patrones de desarrollo coordinado en la capa externa del cerebro del cerebro humano y describecómo se relacionan estos patrones estructurales con las redes funcionales.
El equipo encontró que la convergencia entre redes estructurales y funcionales estaba inversamente relacionada con la complejidad funcional. Redes motoras, sensoriales, visuales y funcionales alineadas con distintas redes estructurales. Esta representación única de la maduración cerebral puede abrir nuevas oportunidades para futuros estudios sobre muchos trastornos psiquiátricoseso podría comenzar durante esta edad. Un equipo de la Facultad de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania publica los hallazgos esta semana en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
La remodelación cerebral durante la adolescencia apoya el ajuste del comportamiento y las habilidades cognitivas, incluidos el razonamiento, la coordinación, la toma de decisiones, la motivación y la regulación de las emociones. La medición de estos parámetros cerebrales durante el desarrollo es valiosa para comprender tanto la maduración cerebral normal como las anormalidades asociadas con problemas de conductay trastornos psiquiátricos En contraste con los pequeños tamaños de muestra en la investigación previa de esta área temática, esta cohorte de 934 jóvenes de 8 a 22 años de la Cohorte de Neurodesarrollo de Filadelfia, una colaboración entre Penn Medicine y el Children's Hospital de Filadelfia dirigida por Raquel E.Gur, MD, PhD, profesor de psiquiatría ofrece la oportunidad de evaluar estos patrones complejos de desarrollo cerebral.
Muchos estudios previos han examinado la estructura y la función del cerebro, pero ha habido una brecha entre los estudios de imágenes cerebrales y los procesos biológicos que impulsan el desarrollo de las redes cerebrales. Este equipo tomó datos complejos de alta dimensión que de otro modo seríandifícil de entender, y se redujo a un número limitado de redes cerebrales estructurales en desarrollo 18 en total.
"En una era de datos grandes y complejos, a veces es difícil ver lo que está sucediendo", dijo Christos Davatzikos, PhD, profesor de Radiología y autor principal del artículo. "Así que mire estos datos y piense que puede haberpueden ser algunas relaciones, pero nuestro cerebro y la interpretación visual solo pueden llegar tan lejos. Ahora tenemos poderosos métodos multivariados que pueden juntar todos los datos y ver más profundamente lo que hay detrás, y encontrar patrones nunca antes vistos ".
Para profundizar en estos patrones de desarrollo cerebral, el equipo utilizó una técnica sofisticada llamada factorización matricial no negativa, para analizar simultáneamente patrones complejos de estructura cerebral e identificar patrones de desarrollo en la adolescencia. A diferencia de las representaciones cerebrales anteriores que se basaban en patrones decrestas y pliegues en la superficie del cerebro, llamados circunvoluciones y surcos, el equipo observó cómo los elementos cambian juntos de manera coordinada.
Este enfoque reveló un conjunto de redes cerebrales estructurales que tienen un claro significado funcional y evolutivo. De hecho, el grado en que estas redes estructurales cambian en la adolescencia está relacionado con la tasa de evolución, medida por la expansión de las áreas corticales, desdeel cerebro de un mono
"Las partes más plásticas del cerebro que cambian durante la adolescencia también son las que nos hacen más humanos", dijo Theodore D. Satterthwaite, MD, profesor asistente de Psiquiatría y autor principal igualmente colaborador en el documento ". Sin este método,no pudimos ver estos patrones coordinados de cambio "
"Mirando el cerebro de una manera basada en datos, vemos relaciones sistemáticas entre ciertas regiones", dijo Aristeidis Sotiras, PhD, investigador asociado y primer autor del artículo. "Esto nos permite identificar las partes móviles delcerebro, que abre nuevas vías para la investigación del riesgo de un individuo de desarrollar enfermedades específicas basadas en la comprensión de cómo se rompen estas partes durante la adolescencia ".
Al igual que el uso de tablas de crecimiento de altura y peso en pediatría, observar qué regiones del cerebro cambian significativamente en comparación con una línea base de desarrollo normal, podría mostrar cuán vulnerable es una persona a un trastorno específico. Desviaciones de los procesos que impulsan el desarrollo y afectan las redes estructuralespodría conducir a trastornos psiquiátricos. Luego, el equipo espera estudiar la asociación entre los síntomas clínicos y los patrones específicos del cerebro.
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Materiales proporcionado por Facultad de medicina de la Universidad de Pensilvania . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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