Новое исследование, проведенное учеными из Университета Саймона Фрейзера, проливает свет на то, как нейронные связи в мозге в раннем детстве закладывают основу для навыков внимания, что является ключевым шагом на пути к характеристике здоровых моделей развития, которые могут помочь выявить маленьких детей, подверженных риску возникновения проблем, связанных с вниманием, таких как СДВГ.

Исследование, опубликованное в журнале eNeuro , посвящено развитию и взаимодействию структуры и функций мозга в критически важные ранние детские годы. Важно отметить, что результаты указывают на то, что раннее детство — это период, когда можно выявить и поддержать детей, подверженных риску нарушений внимания.

«Представьте себе город», — объясняет Рэнди Макинтош, старший автор исследования и основатель Института нейронауки и нейротехнологий (INN) при Университете Южного Фуллерена. «Дороги — это структура мозга, а движение транспорта — это его активность. Оказывается, для маленьких детей в этом возрасте дороги играют важнейшую роль. Если дороги построены плохо, движение транспорта не может быть равномерным, а это может повлиять на способность детей концентрироваться, переключаться между задачами и игнорировать отвлекающие факторы».

В ходе лонгитюдного исследования в течение года наблюдались 39 детей в возрасте от четырёх до семи лет. Исследовательская группа использовала МРТ для измерения структурных и функциональных связей в мозге. Участники выполняли задания, требующие устойчивого внимания (сохранения сосредоточенности), избирательного внимания (игнорирования отвлекающих факторов) и исполнительного внимания (переключения между задачами).

Затем они применили теорию графов — метод, часто используемый для изучения социальных сетей, — чтобы проанализировать, как связаны различные области мозга и как эти связи меняются с течением времени.

Исследование показало, что дети лучше справлялись с заданиями на внимание , когда сети их мозга были организованы подобно социальным сетям с тесными группами друзей, где области мозга были сильнее связаны с другими членами их собственной группы и имели меньше связей с областями в других группах.

«Этот возраст, непосредственно перед началом и в течение первых школьных лет, — критический. Именно тогда дети сталкиваются с новыми требованиями к обучению», — говорит Лиэнн Рокос, ведущий автор исследования и научный сотрудник INN. «Именно тогда ранние вмешательства, такие как поведенческая терапия, планы поддержки в школе, обучение социальным навыкам и обучение родителей, могут иметь решающее значение».

Исследование также закладывает основу для будущих приложений, включая использование вычислительных моделей, таких как «Виртуальный мозг» — платформа моделирования, совместно разработанная в Университете Саймона Фуллера (SFU). Этот инструмент помогает исследователям и врачам моделировать развитие мозга человека и тестировать потенциальные вмешательства в виртуальной среде, подобной авиасимулятору, но для мозга.

«Конечная цель — создать персонализированные модели развития мозга», — говорит Макинтош. «Если мы сможем смоделировать, как устроен мозг ребёнка и как он может меняться со временем, мы сможем лучше понять, какие виды поддержки и терапии могут помочь».

Хотя технология МРТ пока еще не получила широкого распространения для рутинного скрининга , группа надеется, что их работа поможет проложить путь к более целенаправленным, эффективным и доступным инструментам для оценки здоровья мозга у детей.

«Мы хотим собрать минимально необходимый объём данных для получения достоверной картины развития мозга», — говорит Макинтош. «Таким образом, мы сможем внедрить эти инструменты в большее количество сообществ, даже в сельской местности или отдалённых районах, и оказывать поддержку детям как можно раньше».