Hvordan endrer hjernen og våre kognitive evner seg gjennom livet?
For det første ser vi at utviklingen av hjernen ikke stopper med barneårene. Faktisk kan hjerneutvikling pågå til langt inn i voksen alder. Det er altså ingen alder der vi kan si at nå er hjernen ferdig utviklet. Og tilsvarende: Det er heller ingen noe tidspunkt der vi kan si at nå har hjernens aldring begynt. For eksempel vil hjernens hvite substans – som i hovedsak består av nervefibrenes isolasjonsmateriale (myelin) – utvikle seg til langt inn i 30-årene og ofte enda lenger. Dette var man ikke tidligere klar over. Dette isolasjonsmaterialet er veldig viktig for kommunikasjonen mellom de ulike områdene i hjernen. Når vi for eksempel kjenner igjen en person vi møter på gaten, vil en rekke ulike områder i hjernen samarbeide. På i underkant av 3/10 sekund vil hjernen avgjøre at dette er en kjent person, selv om vi ikke har møtt han eller henne på mange år. Dette er mulig på grunn av at hjernens nervefibre er så godt isolert. Resultater fra dette prosjektet har vist at variasjon i hvor godt isolerte disse nervefibrene er henger sammen med hvor bra man kan utføre ulike kognitive oppgaver. Prosjektet har dermed funnet ut at en nøkkel for å forstå hjernens utvikling og aldring er å måle endringene som skjer i hjernens hvite substans.
Grafen til høyre viser hvordan myelinisering i hjernebarken endrer seg gjennom livet. Hver prikk er en deltager fra prosjeket. Referanse: Grydeland og kolleger, 2019, Cerebral Cortex: Waves of Maturation and Senescence in Micro-structural MRI Markers of Human Cortical Myelination over the Lifespan.
Hjernen endrer seg kontinuerlig hele livet
Alt vi opplever og lærer vil sette spor i hjernen – det er dette som er grunnlaget for hukommelse. Dette prosjektet har vært med på å vise at mange av disse endringene som skjer kontinuerlig gjennom livet kan spores ved hjelp av hjerneavbildning som MRI.Siden slike hjerneendringer har betydning for kognitiv funksjon, gir det oss et veldig nyttig verktøy for å forstå hvordan evner som hukommelse, oppmerksomhet og problemløsning utvikles og endres gjennom hele livet. Det gir oss også et viktig verktøy for å forstå hva som skjer i hjernen når ting ikke går som de skal, som for eksempel ved demens og alders-relaterte kognitive reduksjoner. Vi ser for eksempel at eldre som opplever større problemer med hukommelse også viser mer vevstap i spesifikke hjerneområder, spesielt i entorhinal hjernebark og hippocampus («sjøhesten»), som begge er en del av det området i hjernen som kalles temporallappen.
Figuren viser hvordan grad vi kan bruke MRI til å få detaljerte målinger av f. eksempel tykkelsen på hjernebarken. Referanse: Walhovd og kolleger, 2017, Cerebral Cortex: Through Thick and Thin: a Need to Reconcile Contradictory Results on Trajectories in Human Cortical Development.
Siden slike hjerneendringer har betydning for kognitiv funksjon, gir det oss et veldig nyttig verktøy for å forstå hvordan evner som hukommelse, oppmerksomhet og problemløsning utvikles og endres gjennom hele livet. Det gir oss også et viktig verktøy for å forstå hva som skjer i hjernen når ting ikke går som de skal, som for eksempel ved demens og alders-relaterte kognitive reduksjoner. Vi ser for eksempel at eldre som opplever større problemer med hukommelse også viser mer vevstap i spesifikke hjerneområder, spesielt i entorhinal hjernebark og hippocampus («sjøhesten»), som begge er en del av det området i hjernen som kalles temporallappen.
Figuren viser entorhinal hjernebark i grønt på toppen av en hjerne som er «blåst opp» for at vi lettere skal se detaljene. Dette området av hjernen er ganske utypisk, fordi det endrer seg lite gjennom voksenalderen frem til omtrent 50-60 år. Da blir de årlige reduksjonene i volum større, og prosjektet har funnet at de som endrer seg mest har størst problemer med å bevare god hukommelse i høy alder. Referanse: Storsve og kolleger, 2014, Journal of Neuroscience: Differential longitudinal changes in cortical thickness, surface area and volume across the adult life span: regions of accelerating and decelerating change.
Endringene skjer ikke tilfeldig rundt omkring i hjernen, men følger klare mønstre
Hjerneområder som kontrolleres av de samme genene endrer seg i takt. Hjerneområder som utvikles sammen i barndommen fortsette å endre seg på samme måte gjennom voksenlivet og inn i alderdommen. Områder i hjernen som er spesielt viktige for selvregulering bruker lang tid på å bli utvikles. Motsatt ser vi at områder som er mer involvert i behandling av for eksempel sensorisk informasjon modnes mye raskere. I andre enden av livet ser vi omtrent det samme mønsteret, med motsatt fortegn.
Figuren viser hvor mange prosent hjernebarken endrer seg i tykkelse per år på ulike aldre gjennom livet.
Det er store forskjeller mellom folk, både mellom folk på samme alder, og folk på forskjellige alder
Dette er noe av det vi er mest opptatt av å finne ut mer om: Hvorfor er det noen 70-åringer som fungerer så bra, mens andre opplever problemer med hukommelse og orientering? Har de velfungerende 70-åringene alltid fungert bra mens de som har problemer som eldre hadde problemer tidligere i livet også? Resultatene så langt tyder på at forhold tidlig i livet ser ut til å ha betydning gjennom hele livet. Så ja, de som har god hukommelse når de er unge har større sannsynlighet for å ha god hukommelse når de blir eldre. Men samtidig ser vi at det er mye potensiale for endring, og det er absolutt mulig å bruke hjernen til å lære nye ferdigheter og funksjoner hele livet. Vi finner at hjernens plastisitet – det vil si evnen til å endre seg i respons til opplevelser og påvirkninger – ser ut til å vare livet gjennom.
Figuren viser hvordan deltagere på ulike aldre skårer på to forskjellige kognitive oppgaver. Figuren til venstre viser resultatene fra en problemløsningsoppgave med tidspress. Her ser vi at unge gjør det i gjennomsnitt bedre enn eldre. Likevel er det veldig stor forskjell på hvert alderstrinn, og noen 80-åringer gjør det bedre enn de fleste 20-åringer. Figuren til høyre viser resultatene fra en oppgave som har md språkevner å gjøre. Her ser vi at 80-åringene i gjennomsnitt gjør det klart bedre enn 20-åringene. Faktisk er det få 20-åringer som gjør det like bra som gjennomsnittet av de eldre. Dette illustrerer både at forskjellige kognitive funksjoner påvirkes av alder på ulike måter, og at det er stor forskjell i hvordan mennesker på samme alder fungerer. Et hovedformål med prosjektet er å finne ut hvorfor det er slik.