Estudo identifica quatro pontos de viragem topológicos e cinco eras do cérebro ao longo da vida humana

Os nossos cérebros vão-se transformando por etapas, desde o nascimento até ao fim da vida. Em certos períodos, as alterações são graduais; noutros, surgem de forma mais marcada. E é esse percurso que molda a maneira como aprendemos, pensamos, recordamos e reagimos ao mundo.

Um novo estudo descreve esta viagem prolongada com uma abordagem diferente. Os cientistas identificaram quatro grandes pontos de viragem topológicos ao longo da vida humana, indicando que o cérebro atravessa cinco eras principais.

A ideia de que o cérebro “muda de velocidade” em quatro momentos distintos entre o nascimento e a velhice acrescenta estrutura a algo que, muitas vezes, parece enigmático e difícil de interpretar.

Segundo os investigadores responsáveis, estas transições podem ajudar a explicar mudanças nas nossas capacidades, no estado de saúde e até em determinadas vulnerabilidades que surgem com o avançar da idade.

Estas pistas poderão, no futuro, contribuir para compreender por que razão algumas crianças têm dificuldades na escola ou por que motivo certos adultos enfrentam perda de memória mais tarde.

Mapeamento das fases do cérebro

Uma equipa da Universidade de Cambridge analisou exames de difusão por ressonância magnética (MRI) de 3.802 pessoas, desde recém-nascidos até adultos com noventa anos.

Estes exames acompanharam o movimento de moléculas de água através do tecido cerebral, o que permitiu observar como as redes neurais se ligam.

Depois de avaliar todos os exames, a equipa identificou quatro grandes “pontos de viragem” que dividem a vida em cinco eras de ligação (ou cablagem) do cérebro.

Cronologia das fases cerebrais

A primeira era cerebral vai do nascimento até cerca dos nove anos. A seguinte prolonga-se pela adolescência até, aproximadamente, aos 32.

A terceira, correspondente à idade adulta, estende-se por mais de trinta anos. Depois, surge uma era de envelhecimento inicial do cérebro por volta dos 66 anos, seguida de uma era de envelhecimento tardio que ganha forma perto dos 83.

"Sabemos que a cablagem do cérebro é crucial para o nosso desenvolvimento, mas falta-nos uma visão de conjunto de como ela muda ao longo da vida e porquê", disse a Dra. Alexa Mousley, bolseira Gates Cambridge que liderou a investigação.

"Este estudo é o primeiro a identificar grandes fases da cablagem do cérebro ao longo da vida humana."

Fase cerebral da infância

Durante a infância, o cérebro está intensamente envolvido na "consolidação de redes". Os bebés começam com um número enorme de sinapses.

Com o tempo, as sinapses que são utilizadas mantêm-se e as restantes são eliminadas. Até cerca dos nove anos, este processo segue um padrão semelhante para praticamente todas as pessoas.

Neste período, a substância cinzenta e a substância branca aumentam rapidamente. A espessura cortical cresce e as dobras na superfície do cérebro estabilizam.

Por volta dos nove anos, as crianças atingem uma mudança na capacidade cognitiva, ao mesmo tempo que aumenta o risco de certas condições de saúde mental.

Longa era da adolescência

A era cerebral da adolescência começa cerca dos nove anos e prolonga-se até, aproximadamente, aos 32. Ao longo destes anos, a substância branca continua a crescer e as redes cerebrais tornam-se mais organizadas. A comunicação entre regiões torna-se mais rápida e mais eficiente.

Mousley explicou que "a eficiência neural é como se imagina: estar bem ligado por caminhos curtos, e a era da adolescência é a única em que esta eficiência está a aumentar".

Esta era cerebral atinge o seu pico no início da terceira década, e a equipa descreveu esse momento como o "ponto de viragem topológico mais forte" da vida.

"Por volta dos 32 anos, vemos as mudanças mais direccionais na cablagem e a maior alteração global na trajectória, em comparação com todos os outros pontos de viragem", afirmou Mousley.

"Embora a puberdade ofereça um início claro, o fim da adolescência é muito mais difícil de definir cientificamente. Com base apenas na arquitectura neural, descobrimos que as alterações semelhantes às da adolescência na estrutura do cérebro terminam por volta do início dos trinta."

Anos estáveis da idade adulta

Por volta dos 32 anos, o cérebro entra na sua era mais longa. Os padrões tornam-se mais estáveis. A equipa refere que isto coincide com um "planalto na inteligência e na personalidade".

Os investigadores verificaram ainda que a "segregação" se torna mais evidente, isto é, as regiões vão ficando, lentamente, mais compartimentadas.

Envelhecimento precoce em meados dos sessenta

A transição seguinte é mais subtil. Por volta dos 66 anos, o cérebro não sofre uma mudança dramática, mas as redes reorganizam-se, ainda assim, de forma significativa.

"Os dados sugerem que uma reorganização gradual das redes cerebrais culmina em meados dos sessenta", disse Mousley.

"Isto estará provavelmente relacionado com o envelhecimento, com conectividade ainda mais reduzida à medida que a substância branca começa a degenerar. É uma idade em que as pessoas enfrentam um risco aumentado de várias condições de saúde que podem afectar o cérebro, como a hipertensão."

Fase tardia e envelhecimento final do cérebro

A última mudança ocorre por volta dos 83 anos. Aqui, o cérebro passa a depender mais de ligações locais, enquanto a conectividade global diminui.

Os investigadores dispuseram de menos exames de pessoas nesta faixa etária, mas observaram um padrão claro de maior dependência de regiões específicas.

"Olhando para trás, muitos de nós sentimos que as nossas vidas foram caracterizadas por diferentes fases. Acontece que os cérebros também passam por estas eras", disse o autor sénior Prof. Duncan Astle, professor de neuroinformática em Cambridge.

Acrescentou que muitas condições que afectam a atenção, a linguagem, a memória e o comportamento estão relacionadas com a forma como o cérebro está ligado.

"Compreender que o percurso estrutural do cérebro não é uma questão de progressão constante, mas sim de alguns grandes pontos de viragem, vai ajudar-nos a identificar quando e como a sua cablagem é vulnerável a perturbações", explicou.

Porque é que este estudo sobre o envelhecimento cerebral importa

Este trabalho indica que o cérebro segue uma cronologia própria, que nem sempre corresponde ao que esperamos.

A infância termina mais cedo do que se pensa. A adolescência estende-se bem para lá do que se costuma assumir, entrando pela idade adulta. E, nas fases mais tardias da vida, as mudanças tendem a ser mais discretas do que muitas pessoas imaginam.

Estas conclusões podem ajudar os cientistas a perceber quando o cérebro tem maior capacidade de mudança e quando poderá necessitar de apoio adicional.

À medida que as ferramentas de estudo do cérebro se tornam mais avançadas, os investigadores poderão descobrir ainda mais sobre como estas fases influenciam a aprendizagem, a saúde mental e o envelhecimento. Para já, este estudo oferece uma nova forma de olhar para a longa história do cérebro humano.

O estudo completo foi publicado na revista Nature Communications.