Ez az esemény az életedben olyan mértékben formálja meg az agyadat, hogy egy valódi szuperszámítógéppé válik.

A magzati fejlődés során már eddig is tudtuk, hogy a magzat képes érzékelni a körülötte zajló ingereket, és reagálni rájuk. Ez a korai tanulási folyamat lehetővé teszi számára, hogy a születése után hasznosítani tudja az addig szerzett tapasztalatait. Azonban ennek a folyamatnak a mélyebb megértése egészen mostanáig rejtély maradt a tudományos közösség számára, hiszen az újszülöttek agyi aktivitásának mérése is rendkívül nehéz, nemhogy egy anya méhében fejlődő magzat esetében. A kutatók ám nem riadtak vissza a kihívásoktól, és sikerült áttörniük ezt a tudományos akadályt.

Amikor az első gyermekem a világra jött, olyan pillanatot éltem át, ami örökre bevésődött a szívembe: először kinyitotta a szemét, és az a nézés, ami az arcán megjelent, mintha egy teljesen új univerzumba való belépést jelezett volna. Az aprócska szempár tele volt felfedezésre váró kíváncsisággal, és én csak álltam ott, szavak nélkül, próbálva megérteni, mi zajlik abban a kis agyban, ami éppen most kezdett formálódni. Olyan érzés volt, mintha egy szuperszámítógép kezdett volna működni, tele potenciállal és lehetőségekkel. Mostanra pedig egy friss kutatás azt sugallja, hogy ez a hasonlat nem is áll olyan távol a valóságtól.

Gondoljunk csak bele: egy újszülött számára az élet első pillanatai valóságos érzékszervi túlterhelést jelentenek. A kórházi környezet zaja, a gépek monoton sípolása, a fények éles csillogása, valamint a szülők hangja és illata mind-mind új élményeket kínálnak. Az agyuknak ezzel a zűrzavarral kell megküzdenie, és alkalmazkodnia ahhoz a zajos világhoz, amely az anyaméhen kívül vár rájuk. Mindez nem csupán kihívás, hanem egy új élet kezdete, tele felfedezéssel és csodával.

A PLOS Biology folyóirat legújabb tanulmányában forradalmi felfedezéseket tettek a csecsemők agyának fejlődéséről a születés előtti és utáni időszakban. A kutatás során 184 agyi szkennelést vizsgáltak, amelyeket 140 magzattól és csecsemőtől gyűjtöttek a terhesség 25. és 55. hete között. Ez az időszak rendkívül jelentős, mivel a terhesség átlagosan 40 hétig tart, így ezek az adatok mélyreható betekintést nyújtanak abba, hogy milyen változásokon megy keresztül az agy a születés pillanata körül.

Az egyik legmeglepőbb megállapítás az, hogy az agy bizonyos területein a születés pillanatában látványos aktivitásnövekedés figyelhető meg. Kiemelkedő fontosságú a szenzomotoros hálózat, amely a környezeti ingerek, mint a látványok és hangok feldolgozásáért, valamint a mozgások precíz koordinálásáért felel. E mellett ott van a szubkortikális hálózat is, amely az agy különböző részeiből származó információk integrálásáért és feldolgozásáért vállal felelősséget.

A kutatók funkcionális mágneses rezonanciás képalkotás (fMRI) alkalmazásával képesek nyomon követni, miként áramlik az oxigénben gazdag vér az agy különböző területein. Ez a módszer közvetett módon tükrözi az agyi aktivitás mértékét és eloszlását.

A tudósok jellemzően úgy hajtják végre az fMRI vizsgálatokat, hogy a páciens egy cső alakú szkennerben fekszik, teljesen mozdulatlanul. Ezt azonban a magzatok esetében nem lehet elvárni, hiszen ők természetüknél fogva aktívabbak és mozgékonyabbak.

Lanxin Ji, a New York Egyetem posztdoktori kutatója és a tanulmány vezető szerzője, emlékeztetett az analízis előtt álló kihívásokra. Ő és kollégái több mint egy évtizede folytatnak kutatásokat, amelyek során adatokat gyűjtöttek a magzatok és csecsemők agyi működéséről.

A magzatok agyi aktivitásának vizsgálatához elengedhetetlen volt a méhen belüli mozgásaik semlegesítése. Ehhez egy innovatív mágneses tekercset alkalmaztak, amelyet az anyák hasára helyeztek. A mesterséges intelligencia révén képesek voltak kiszűrni a mozgásból származó zavaró zajokat. Ennek eredményeként sikerült feltérképezniük a magzatok agyában zajló idegi folyamatokat.

A kutatás egyik izgalmas felfedezése, hogy a születés pillanatában jelentős aktivitásnövekedést tapasztaltak az agy felső frontális hálózatában. Ez a hálózat kulcsszerepet játszik a bonyolultabb kognitív funkciók irányításában, például a munkamemóriában, amely lehetővé teszi, hogy rövid ideig kiemelkedően emlékezzünk bizonyos információkra. Ez különösen hasznos lehet, ha később iskoláskorban matematikai feladatok megoldásáról van szó. A kutatók megfigyelték, hogy ezen a területen az idegsejtek közötti kapcsolatok száma hirtelen megnövekedett, bár a hatékony kommunikáció javulása fokozatosan zajlott. Ez arra utal, hogy a baba agyának időre van szüksége ahhoz, hogy optimalizálja a hálózatait, miközben eltávolítja a felesleges kapcsolatokat. Ezt a jelenséget szinaptikus metszésnek nevezik, és ez a folyamat kulcsszerepet játszik a fejlődő agy finomhangolásában.

Mindez arra figyelmeztet minket, hogy az élet kezdete mennyire lenyűgöző és összetett utazás, mely során az agy folyamatosan tanul és alkalmazkodik. Amikor legközelebb egy újszülött kis lényre pillantasz, talán eszedbe jut, hogy a bájos mosolya mögött valójában egy élő szuperszámítógép rejtőzik, amely hozzásegíti őt a világ kibontakozó csodáinak megértéséhez.