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Adolescência: Uma Fase Crítica do Desenvolvimento do Cérebro

Esse artigo analisa as mudanças na estrutura e na função do cérebro durante a adolescência.

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A adolescência é uma fase crucial pro desenvolvimento do cérebro. Nesses anos, o cérebro passa por mudanças significativas que afetam sua estrutura e funcionamento. Esse artigo vai explorar como essas mudanças acontecem, focando em dois aspectos principais: o crescimento e a redução de diferentes regiões do cérebro e como as conexões entre essas regiões evoluem.

O Que Acontece com a Estrutura do Cérebro?

Quando olhamos pra estrutura do cérebro, podemos dividir em duas partes principais: a Matéria Cinza e a Matéria Branca. A matéria cinza contém os corpos celulares dos neurônios, enquanto a matéria branca é feita pelas conexões (ou axônios) que ligam esses neurônios.

  1. Mudanças na Matéria Cinza:

    • Na primeira infância, o volume da matéria cinza aumenta. Porém, durante a adolescência, esse volume começa a diminuir. Essa redução acontece porque o cérebro tá se tornando mais eficiente. Isso quer dizer que ele tá eliminando conexões que não são usadas com frequência, deixando as conexões que restam mais fortes.
  2. Desenvolvimento da Matéria Branca:

    • Ao contrário da matéria cinza, a matéria branca continua a crescer na adolescência, atingindo seu pico no começo da idade adulta. Esse crescimento é principalmente devido ao processo chamado mielinização, onde uma camada de gordura se forma em torno dos axônios. Essa camada ajuda a acelerar a transmissão dos sinais entre neurônios, melhorando a comunicação entre diferentes regiões do cérebro.

Como Medimos Essas Mudanças?

Pra estudar essas mudanças no cérebro, os pesquisadores usam uma técnica chamada ressonância magnética (MRI). Esse método permite que os cientistas vejam as diferentes estruturas dentro do cérebro e como elas mudam ao longo do tempo.

Em estudos recentes, grandes grupos de adolescentes foram escaneados várias vezes pra acompanhar como as estruturas do cérebro evoluem. Dividindo o cérebro em regiões específicas, os pesquisadores podem medir mudanças na espessura, volume e outras características da matéria cinza e branca.

O Papel das Conexões no Desenvolvimento do Cérebro

Conforme o cérebro se desenvolve, não é só sobre as regiões individuais mudarem; é também sobre como essas regiões se conectam umas com as outras. As conexões entre as regiões do cérebro podem ser medidas usando modelos que analisam como essas regiões são similares ou diferentes com base em suas características estruturais.

  1. Redes de Similaridade Morfométrica (MSNs):

    • Os pesquisadores criam redes que mostram quão similares diferentes regiões do cérebro são em termos de tamanho, forma e outras características estruturais. Se duas regiões têm muitas semelhanças, é mais provável que se comuniquem de forma eficaz. Durante a adolescência, algumas áreas do cérebro se tornam mais parecidas, enquanto outras ficam menos.
  2. Mudanças na Conectividade:

    • Os padrões de conexões entre as regiões do cérebro mudam à medida que os adolescentes crescem. Algumas regiões podem se tornar mais conectadas (ou semelhantes), enquanto outras se tornam mais distintas. Isso é visto como uma forma de refinar a rede do cérebro, que é essencial pra um melhor funcionamento cognitivo e comportamento.

O Que Essas Mudanças Significam pra Função Cognitiva?

Mudanças na estrutura e conectividade do cérebro durante a adolescência são consideradas essenciais pro desenvolvimento das habilidades cognitivas. À medida que o cérebro refina suas redes, os adolescentes podem melhorar em habilidades como memória, tomada de decisão e interação social.

Investigando as Diferenças Entre as Regiões do Cérebro

Diferentes partes do cérebro têm papéis e estruturas únicas. Os pesquisadores costumam categorizar essas regiões com base em suas características:

  1. Isocortex (Neocortex):

    • Essa parte é definida por suas seis camadas de células e está envolvida em funções de nível mais alto, como raciocínio, tomada de decisão e percepção sensorial. Durante a adolescência, áreas do isocortex geralmente se tornam menos semelhantes entre si, sugerindo uma especialização maior.
  2. Cortex Paralímbico:

    • Essa área tem menos camadas e está associada a emoções e comportamento social. Notavelmente, durante a adolescência, as regiões paralímbicas geralmente se tornam mais parecidas, o que pode indicar uma maturação do processamento emocional.

A Conexão Entre Estrutura e Função

É crucial entender como as mudanças estruturais no cérebro afetam sua função. As conexões entre diferentes regiões, conhecidas como conectividade funcional, podem mudar junto com a conectividade estrutural.

  1. Acoplamento Estrutura-Função:

    • Os pesquisadores analisam como bem esses dois aspectos se alinham. Um forte acoplamento estrutura-função significa que áreas do cérebro que são estruturalmente similares também estão funcionalmente conectadas. Durante a adolescência, muitos estudos sugerem que esse acoplamento se enfraquece em algumas regiões, especialmente no isocortex, indicando uma mudança em como essas regiões interagem.
  2. Variabilidade Regional:

    • As mudanças em estrutura e função não são uniformes em todo o cérebro. Algumas regiões mostram diminuição na conectividade, enquanto outras exibem maior interação. Isso sugere que, à medida que algumas áreas se especializam, sua forma de funcionar com outras regiões se torna mais flexível, levando a uma gama diversificada de interações.

Implicações para Comportamento e Aprendizado

As mudanças que ocorrem no cérebro durante a adolescência podem ter implicações importantes para comportamento e aprendizado. À medida que as áreas se tornam mais especializadas e conectadas de novas maneiras, os adolescentes podem mostrar mudanças em suas habilidades de pensar criticamente, gerenciar emoções e interagir socialmente.

Essas mudanças no desenvolvimento podem explicar alguns comportamentos comuns em adolescentes, como impulsividade ou tomada de riscos. Conforme o cérebro amadurece, os indivíduos podem ficar melhores em avaliar riscos e tomar decisões mais pensadas.

Aplicações Práticas e Direções Futuras

Entender como o cérebro se desenvolve durante a adolescência pode ajudar em várias áreas, desde educação até saúde mental.

  1. Educação:

    • O conhecimento sobre esses estágios de desenvolvimento pode levar a estratégias de ensino melhores que se alinhem com a forma como os adolescentes aprendem e processam informações.
  2. Saúde Mental:

    • Acompanhar o desenvolvimento do cérebro também pode ajudar a identificar jovens que podem enfrentar desafios de saúde mental e fornecer suporte em tempo hábil.
  3. Mais Pesquisas:

    • Mais estudos são necessários pra esclarecer as complexas relações entre estrutura do cérebro, conectividade e função cognitiva. Estudos de longo prazo que acompanham indivíduos ao longo do tempo podem melhorar significativamente nossa compreensão desses processos.

Conclusão

A adolescência representa um período fascinante de desenvolvimento cerebral caracterizado por mudanças estruturais e funcionais significativas. À medida que a matéria cinza diminui e a matéria branca aumenta, o cérebro refina suas redes, aprimorando sua capacidade de processar informações e responder a desafios. As diferenças entre as regiões revelam como a especialização ocorre, enquanto as alterações na conectividade destacam a complexidade da função cerebral nessa faixa etária. Entender essas mudanças não só informa o conhecimento científico, mas também tem implicações práticas pra educação e suporte à saúde mental.

Fonte original

Título: Human adolescent brain similarity development is different for paralimbic versus neocortical zones

Resumo: Adolescent development of human brain structural and functional networks is increasingly recognised as fundamental to emergence of typical and atypical adult cognitive and emotional processes. We analysed multimodal magnetic resonance imaging (MRI) data collected from N [~] 300 healthy adolescents (51%; female; 14-26 years) each scanned repeatedly in an accelerated longitudinal design, to provide an analyzable dataset of 469 structural scans and 448 functional MRI scans. We estimated the morphometric similarity between each possible pair of 358 cortical areas on a feature vector comprising six macro- and micro-structural MRI metrics, resulting in a morphometric similarity network (MSN) for each scan. Over the course of adolescence, we found that morphometric similarity increased in paralimbic cortical areas, e.g., insula and cingulate cortex, but generally decreased in neocortical areas; and these results were replicated in an independent developmental MRI cohort (N [~] 304). Increasing hubness of paralimbic nodes in MSNs was associated with increased strength of coupling between their morphometric similarity and functional connectivity. Decreasing hubness of neocortical nodes in MSNs was associated with reduced strength of structure-function coupling and increasingly diverse functional connections in the corresponding fMRI networks. Neocortical areas became more structurally differentiated and more functionally integrative in a metabolically expensive process linked to cortical thinning and myelination; whereas paralimbic areas specialised for affective and interoceptive functions became less differentiated, as hypothetically predicted by a developmental transition from peri-allocortical to pro-isocortical organization of cortex. Cytoarchitectonically distinct zones of human cortex undergo distinct neurodevelopmental programmes during typical adolescence.

Autores: Lena Dorfschmidt, F. Vasa, S. R. White, R. R. Garcia, M. G. Kitzbichler, A. Alexander-Bloch, M. Cieslak, K. Mehta, T. D. Satterthwaite, the NSPN Consortium, R. A. I. Bethlehem, J. Seidlitz, P. Vertes, E. T. Bullmore

Última atualização: 2024-04-08 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.09.17.558126

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.09.17.558126.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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