Neurobiologia 2025: Architektura Mózgu, Neurogeneza i Granice Percepcji

Przełomowe osiągnięcia naukowe w roku 2025 dostarczyły nam fundamentalnie nowej wiedzy na temat struktury ludzkiego mózgu, mechanizmów utrwalania pamięci oraz granic naszych zdolności poznawczych. Otworzyło to nowe horyzonty w dążeniu do zrozumienia natury świadomości. Wyniki te mają bezpośrednie przełożenie na tworzenie innowacyjnych strategii równoważenia procesów poznawczych, utrzymywania zdrowia mózgu przez całe życie oraz pogłębiania naszej wiedzy o podstawowych zasadach doświadczenia świadomego.

Badania opublikowane na łamach czasopisma Nature Communications zidentyfikowały pięć głównych „epok” w organizacji strukturalnej mózgu, które kształtują się na przestrzeni cyklu życia, wyznaczonych przez cztery kluczowe momenty przejściowe. Neurobiolodzy z Uniwersytetu Cambridge, analizując dane z obrazowania tensora dyfuzji (DTI) uzyskane od 3802 osób w wieku od urodzenia do 90 lat, wykazali, że zasadnicze rearanżacje łączności neuronalnej zachodzą w przybliżeniu w wieku 9, 32, 66 i 83 lat. Faza dojrzałej architektury mózgowej, charakteryzująca się względną stabilizacją połączeń, rozpoczyna się około 32. roku życia i jest najdłuższa. Szczyt wydajności poznawczej przypada średnio na wczesną dorosłość.

W dziedzinie badań nad pamięcią uzyskano ważne potwierdzenie kluczowej roli hipokampu. Dane sugerują, że struktura ta aktywnie uczestniczy w kodowaniu oraz wczesnej konsolidacji wspomnień już w okresie niemowlęcym. To spostrzeżenie wspiera hipotezę, zgodnie z którą zjawisko amnezji niemowlęcej nie wynika z braku tworzenia śladów pamięciowych, lecz raczej z problemów z ich późniejszym wydobyciem lub funkcjonalną dostępnością na kolejnych etapach rozwoju.

W kontekście procesów starzenia się i zmian neurodegeneracyjnych, naukowcy zaobserwowali również, że u zdrowych noworodków występuje podwyższony poziom białka p-tau217. U dorosłych cząsteczka ta jest silnie powiązana ze zmianami patologicznymi towarzyszącymi chorobie Alzheimera. Odkrycie to sugeruje, że we wczesnym rozwoju mózgu białko to pełni prawdopodobnie fizjologiczną funkcję regulacyjną, odmienną od jego roli w patogenezie neurodegeneracji.

Rozstrzygając wieloletnie spory naukowe, zespół badawczy ze szwedzkiego Instytutu Karolinska przedstawił przekonujące dowody na to, że neurogeneza – czyli powstawanie nowych neuronów – utrzymuje się w hipokampie człowieka aż do 78. roku życia. Analiza pośmiertnych próbek mózgowych pozwoliła na identyfikację proliferujących komórek prekursorowych, co ostatecznie potwierdza, że plastyczność neuronalna zachowuje się nawet w zaawansowanym wieku, choć jej intensywność może znacząco różnić się między osobami.

Odnosząc się do granic ludzkiej percepcji, uczeni z University College London opisali mechanizm neuronalny pozwalający na rozróżnianie bodźców wyobrażonych od rzeczywistych. Mechanizm ten jest związany z oceną siły sygnału sensorycznego i tworzeniem tak zwanej „oceny rzeczywistości”. Uzupełniając te ustalenia, badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley oraz Uniwersytetu Waszyngtońskiego zdołali eksperymentalnie wywołać percepcję zupełnie nowego odcienia koloru – „olo” – poprzez selektywną stymulację laserową czopków średniofalowych (M) siatkówki. Jest to osiągnięcie, które wykracza poza naturalny zakres ludzkiego widzenia barw.

Na koniec, w ramach szeroko zakrojonej międzynarodowej współpracy mającej na celu empiryczną weryfikację konkurencyjnych teorii świadomości, wykazano, że dane pochodzące z funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI) oraz magnetoencefalografii (MEG) jedynie częściowo pokrywają się z kluczowymi przewidywaniami zarówno Teorii Globalnej Neuronalnej Przestrzeni Roboczej (GNWT), jak i Teorii Zintegrowanej Informacji (IIT). Wyniki te jasno wskazują, że obecne modele świadomości wymagają dalszego doprecyzowania i integracji, aby w pełni oddać złożoność zjawiska.

Podsumowując, zebrane dowody dotyczące faz rozwoju mózgu, mechanizmów pamięci oraz granic percepcji tworzą solidny fundament dla przyszłych strategii mających na celu optymalizację procesów poznawczych. Celem tych strategii będzie utrzymanie elastyczności i odporności mózgu na przestrzeni całego życia, co jest kluczowe dla dobrostanu człowieka.