Bộ não con người không phát triển theo một đường cong đều đặn từ lúc sinh ra đến khi qua đời. Thay vào đó, nó trải qua 4 lần “khởi động lại” quan trọng ở tuổi 9, 32, 66 và 83.
Đây là kết luận của một nghiên cứu quy mô lớn do Đại học Cambridge công bố trên tạp chí Nature Communications, mở ra cách hiểu mới về hành trình sinh học của não bộ.
Trong nhiều năm, các nhà khoa học tin rằng sự phát triển của não diễn ra dần dần. Tuy nhiên, công trình mới cho thấy mạng lưới thần kinh của con người thực chất trải qua những giai đoạn tái cấu trúc mạnh mẽ đến mức có thể xem như bước ngoặt của đời sống trí tuệ và cảm xúc.
Tiến sĩ Alexa Mousley, nhà khoa học thần kinh tại Đơn vị Khoa học Não bộ và Nhận thức MRC thuộc Đại học Cambridge cho biết mỗi giai đoạn tái tổ chức đều đi kèm những thay đổi về hiệu suất hoạt động của não.
Đây có thể là thời điểm não hoạt động mạnh nhất hoặc cũng có thể là lúc nó dễ bị gián đoạn hơn bao giờ hết.
Dữ liệu lớn hé lộ hành trình bí ẩn của chất trắng
' %2F%3E%3C%2Fsvg%3E "4 lần não bộ tự khởi động lại trong đời: Bạn đang ở giai đoạn nào? - 1")
Để xác định những thời điểm bước ngoặt, nhóm nghiên cứu phân tích 4.216 ảnh cộng hưởng từ của người từ 0 đến 90 tuổi, lấy từ 9 dự án lớn ở Anh và Mỹ.
Tất cả đều sử dụng MRI khuếch tán, kỹ thuật giúp theo dõi sự chuyển động của phân tử nước dọc theo các bó sợi thần kinh, từ đó tái lập bản đồ chất trắng của từng người.
Dữ liệu sau đó được đưa vào thuật toán UMAP nhằm nén 12 tham số cấu trúc thần kinh vào mô hình ba chiều. Cách tiếp cận này cho phép các nhà khoa học nhìn thấy những điểm “bẻ cong” rõ rệt trong tiến trình phát triển mạng lưới não bộ mà trước đây chưa từng được ghi nhận.
Kết quả cho thấy não bộ trải qua 5 thời kỳ lớn trong đời và có 4 lần chuyển đổi mạnh.
Lần khởi động lại thứ nhất: Khoảng 9 tuổi
Từ khi sinh ra đến tuổi lên 9, não hoạt động trong trạng thái “siêu phát triển”. Đây là thời kỳ hình thành hàng triệu khớp thần kinh mới và mở rộng nhanh chất trắng. Thế nhưng hiệu suất truyền tải thông tin toàn cục lại suy giảm.
Các nhà khoa học lý giải rằng trẻ nhỏ ưu tiên xây dựng mạng lưới cục bộ, giống như tạo ra những khu dân cư nhỏ nhưng đông đúc, thay vì các tuyến giao thông dài và hiệu quả.
Khi bước sang 9 tuổi, sự xuất hiện của hormone dậy thì trùng khớp với bước ngoặt thần kinh đầu tiên. Não bắt đầu chuyển từ cấu trúc cục bộ sang khả năng tích hợp tốt hơn giữa các vùng xa.
Lần khởi động lại thứ hai: Khoảng 32 tuổi
Từ 9 đến 32 tuổi, não bước vào thời kỳ tinh chỉnh mạnh nhất. Các kết nối trở nên ngắn hơn, nhanh hơn và hiệu quả hơn. Đây là giai đoạn não đạt hiệu suất tối ưu, vừa linh hoạt vừa chuyên môn hóa, cho phép con người học nhanh, làm việc đa nhiệm và xử lý thông tin với độ chính xác cao.
Theo nhóm nghiên cứu, đến khoảng 32 tuổi, quá trình tối ưu hóa này đạt đỉnh. Bộ não chuyển sang thời kỳ trưởng thành ổn định, nơi cấu trúc kết nối thần kinh trở nên bền vững hơn.
Nhiều đặc điểm tính cách và khả năng nhận thức cũng ổn định từ giai đoạn này, phù hợp với quan sát lâu nay của tâm lý học về tuổi trưởng thành.
Tiến sĩ Mousley nhận xét rằng, nếu tuổi dậy thì có điểm bắt đầu rõ ràng thì “điểm kết thúc” về mặt thần kinh lại khó xác định hơn. Dựa trên bản đồ kiến trúc não, nhóm nghiên cứu thấy rằng quá trình phát triển kiểu vị thành niên chỉ thực sự chấm dứt ở đầu tuổi 30.
Lần khởi động lại thứ ba: Khoảng 66 tuổi
Sau tuổi 32, bộ não đi vào giai đoạn yên tĩnh kéo dài. Từ tuổi trưởng thành đến khoảng 66 tuổi, khả năng tích hợp giữa các vùng xa giảm dần, trong khi các kết nối cục bộ tăng lên. Điều này giống như việc não thu hẹp mạng lưới liên lạc, ưu tiên các “khu phố” gần nhau thay vì duy trì mạng lưới rộng khắp.
Đây là giai đoạn ổn định nhất nhưng cũng là lúc nguy cơ suy giảm nhận thức ngày càng tăng. Khi bước sang tuổi 66, chất trắng bắt đầu mỏng đi do lão hóa sinh học, khiến thông tin truyền tải kém hiệu quả hơn. Đây là thời điểm não dễ bị ảnh hưởng bởi các bệnh lý như tăng huyết áp, đột quỵ hoặc sa sút trí tuệ.
Lần khởi động lại thứ tư: Sau tuổi 83
Từ 83 tuổi trở đi, não bước vào giai đoạn lão hóa muộn. Mạng lưới thần kinh không còn phân tán mà tập trung vào một số vùng trung tâm để duy trì hoạt động. Các khu vực như hồi chẩm và hồi sau trung tâm vẫn giữ được độ gắn kết cao trong khi nhiều vùng khác suy giảm rõ rệt.
Điều này cho thấy nguồn lực kết nối của não đã cạn dần và chỉ những vùng quan trọng nhất tiếp tục gánh vác hoạt động điều phối.
Theo GS Duncan Astle, đồng tác giả nghiên cứu, việc hiểu 4 bước ngoặt sinh học này có thể giúp lý giải vì sao một số rối loạn thần kinh hoặc vấn đề tâm lý thường tập trung ở những thời điểm nhất định của đời người.
Điều này mở ra triển vọng cải thiện chẩn đoán sớm, can thiệp sớm và thiết kế các phương pháp điều trị phù hợp theo độ tuổi.
TS Katya Rubia, Đại học King’s College London, cho rằng khi có được chuẩn cấu trúc não ở từng giai đoạn, bác sĩ có thể phát hiện bất thường chính xác hơn so với cách tiếp cận truyền thống.
Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu lưu ý rằng mẫu nghiên cứu chủ yếu gồm người da trắng và người có hệ thần kinh điển hình nên cần khảo sát thêm ở các quần thể khác nhau để có cái nhìn toàn diện hơn.