Nový, rozsáhlý výzkum mozku ukazuje čtyři zřetelné přechodové body v tom, jak jsou části mozku propojeny. Vědecké poznatky naznačují, že mozek prochází pěti hlavními fázemi během života, počínaje těsným propojením v „dětství“ a konče zranitelným stáří. Výsledky byly recenzovány a publikovány v časopise Nature Communications 25. listopadu 2025.
Vědci z Cambridge University shromáždili pokročilé MR data (tzv. difuzní MRI) z devíti různých projektů, zahrnujících celkem 4 216 účastníků ve věku od 0 do 90 let.
„Toto je zajímavý výzkum. Důležitým aspektem je, že zkoumají velmi širokou věkovou skupinu, a tím poskytují momentku toho, co je obvyklé napříč celým životem. Současně to znamená, že nemohou měřit individuální změny, ale musejí porovnávat průměry mezi různými věkovými skupinami,“ říká ředitel centra Anders Martin Fjell z Psychologického ústavu Univerzity v Oslu pro ABC Nyheter.
Čtyři zřetelné přechodové body
Pro hlavní analýzy použili vědci neurotypický vzorek 3 802 osob, kdy analyzovali „vodivou síť“ mozku – spojenectví mezi různými oblastmi – pomocí 12 měření z teorie sítí. Pomocí metody nazývané „manifold learning“ (UMAP) projektovali vývojové vzorce do prostoru, kde mohli pozorovat velké změny v organizaci mozku. Tak identifikovali čtyři topologické přechodové body ve struktuře – přibližně ve věku 9, 32, 66 a 83 let.
„To, že takové analýzy ukazují, že se mozek vyvíjí různými rychlostmi v různých obdobích života, je dobře známo. Novinkou je, že naznačují, že existují určitá společná místa v životě, která slouží jako přechodové fáze v procesu vývoje mozku,“ komentuje Anders Martin Fjell.
Vědci zdůrazňují, že se jedná o průměrné hodnoty na úrovni skupin, nikoliv konkrétní věky, kdy vše přesně přechází přes noc.
Pět epoch v životě mozku
Studie rozděluje život do pěti epoch, definovaných těmito přechodovými body:
- Dětství (0–9 let): Mozek je těsně propojen s mnoha spojeními. V této fázi probíhá intenzivní „prořezávání“ synapsí – spojení, která jsou nejvíce používána, se posilují, zatímco jiná zanikají. Zároveň rychle roste objem šedé i bílé hmoty.
- Přechod k dospělé struktuře (přibližně 9–32 let): Kolem 9 let vědci pozorují jasnou změnu v tom, jak se sítě reorganizují. To souvisí se změnami v kognitivní kapacitě a s vyšším rizikem duševních problémů v rané adolescenci.
- Dospělost (přibližně 32–66 let): V této dlouhé fázi je základní struktura mozku relativně stabilní, bez nových velkých přechodových bodů. Popular Science označuje toto období jako „fázi plató“ pro inteligenci a osobnost, s více jemnými úpravami než zásadními změnami.
- Raná staroba (přibližně 66–83 let): Kolem středu šedesátých let nalézají vědci nový přechodový bod: organizace sítí se zdá, že prošla postupnou restrukturalizací, která vyvrcholí zde. Interpretují to jako projev stárnutí, s počátečním oslabením bílé hmoty a sníženým propojením napříč sítěmi.
- Pozdní staroba (od cca 83 let): V datech od nejstarších účastníků je patrná změna od globálního k více lokálnímu uspořádání: mozek je méně celistvě propojen a některé uzlové body získávají větší relativní význam, když jiné oblasti oslabují. Vědci zdůrazňují, že datová základna v této věkové skupině je méně rozsáhlá než u mladších skupin.
Zranitelné období pro učení, psychické zdraví a demenci
V rozhovoru s Popular Science říká spoluautorka Alexa Mousley, že toto je poprvé, co někdo identifikoval velké fáze „kabeláže“ mozku během celého života, místo aby se soustředil na jednotlivé periody izolovaně. Upozorňuje, že tyto fáze mohou poskytnout důležitý kontext pro období, kdy může být mozek obzvlášť náchylný – nebo zranitelný – vůči vlivům:
- Kolem 9 let se změny v síťové struktuře shodují s kognitivním vývojem a zvýšeným rizikem některých psychických poruch u dětí a mládeže.
- Na začátku 30. let přechod na dospělou architekturu ukončuje to, co vědci popisují jako „mladistvé“ změny ve struktuře mozku.
- Kolem 66 let se zvyšuje riziko mozkových onemocnění a rizikové faktory jako vysoký krevní tlak, které v jiných studiích souvisejí se změnami v mozku.
Spoluautor Duncan Astle poukazuje na to, že mnoho vývojových poruch, psychických onemocnění a neurologických onemocnění je spojeno s tím, jak je mozek propojen. Pochopení toho, že mozek prochází několika významnými změnami, spíše než plynulou linií, může vědcům pomoci zjistit, kdy jsou sítě nejvíce zranitelné nebo tvárné.
Některé výhrady
Navzdory tomu, že názvy ukazují na konkrétní věky, studie se týká populací – nikoliv jednotlivých životních cest. Vědci nesledují stejné osoby od narození do 90 let, ale shromažďují data z několika velkých projektů. Proto výsledky nelze použít k závěru, že se „váš mozek“ mění přesně na váš 32. narozeninový den. Ukazuje pouze vzorce toho, jak se struktura typicky vyvíjí u mnoha lidí a jak se různá měření síťové organizace – jako globální efektivita, úroveň specializace v sub-sítích a význam centrálních uzlových bodů – liší s věkem.
„Je důležité zdůraznit, že studie neznamená, že jednotlivci se vyvíjejí přesně tímto způsobem. Nemůže říci nic o tom, kolik lidí tyto přechodové body ve skutečnosti projeví, a určitě bude existovat velká individuální variabilita v časování těchto bodů,“ říká Anders Martin Fjell.
Další krok: Od mapy k praxi
Prozatím je studie především detailní „mapou“ strukturálního vývoje mozku. Vědci doufají, že to bude v budoucnu použito k:
- lepšímu pochopení, proč některé děti vyvíjejí problémy s učením nebo pozorností,
- zkoumání, jaké změny předcházejí demenci a jiným mozkovým onemocněním,
- testování, zda mají životní styl a prevence různý účinek v různých fázích života.
Takové aplikace však vyžadují další studie a dlouhodobé sledování jednotlivců. Nový článek v Nature Communications tedy především poskytuje statistický obraz o tom, jak se mozek zdá reorganizovat v pěti velkých epochách.
