Педиатры, как настоящие фанаты детской анатомии, давно обзавелись шкалами, по которым можно оценить рост головы малыша — от крошечного младенца до подростка, который уже почти не помещается в дверной проём. Представьте себе: есть у них такой график, куда они аккуратно заносят размеры черепа и смотрят, чтобы всё росло «по плану», а не «как попало». Это почти как проверять, не забыл ли ребёнок поесть кашу — только для мозга.
Но вот вопрос: а как меняется сам мозг с момента зарождения до глубокой старости? Не просто голова растёт, а что внутри-то творится?
Чтобы ответить на этот каверзный вопрос, собралась международная команда учёных — настоящие мозговые гуру — и создала гигантскую базу данных нейровизуализаций мозга. Представьте себе огромный фотоальбом мозга от 115 дней после зачатия (да-да, ещё когда мама ходит с животиком) и до сотни лет!
Это вам не шутки.
Собирали данные будто коллекционеры марок: снимали МРТ, делили мозг на серое вещество (оно как шоколадка для нейронов), белое вещество (связи между шоколадками), подкорковые ядра (типа секретные базы) и желудочки — такие маленькие амфитеатры внутри мозга с жидкостью. Потом всё это аккуратно складывали в огромный «ландшафт» мозга и вычисляли центили — то есть определяли, кто из нас растёт мозгом быстрее или медленнее среднего. Если бы кто-то сказал нашим бабушкам и дедушкам про такую штуку лет тридцать назад, они бы подумали, что им рассказывают про очередной фантастический сериал.
За последние десятилетия МРТ стал чуть ли не повседневным инструментом в исследованиях мозга.
Но вот беда: до сих пор не было эталонных карт развития нашего серого вещества — таких же удобных, как графики роста детей в поликлинике. Мозг развивается долго и сложно: сначала он растёт внутри мамы (там вообще мало кто решается делать МРТ — боятся потревожить маленького жильца), потом продолжает взрослеть примерно до 30 лет. А после начинается обратный отсчёт — постепенное старение.
В общем, мозг ведёт себя как настоящий долгожитель с загадочным графиком активности.
Особенно важны эти карты для тех случаев, когда мозг шалит: психические расстройства часто связаны с тем, что развитие мозга пошло «не так», а нейродегенеративные болезни напоминают о том, что старость бывает коварной. Преждевременные роды и генетические расстройства тоже оставляют свой след на структуре мозга — иногда такой заметный, что можно спутать с художественным произведением авангардиста. И все эти проблемы вместе взятые считаются самым большим головняком для современной неврологии.
Так сказать, бремя XXI века.
Создать подобные карты было непросто: ведь чтобы получить хорошие снимки на ранних этапах жизни плода нужно быть одновременно врачом и акробатом — где ещё найдёшь такого специалиста? А ещё разные томографы делают снимки по-разному: один сканирует так себе быстро и шумно (представьте поезд метро в час пик), другой тихо и долго (почти как йога-сессия). Объединить всё это в одну большую картину было задачей сродни сбору пазла из миллионов кусочков без картинки на коробке.
Но благодаря современным технологиям обработки данных исследователи смогли объединить целых 124 тысячи МРТ-снимков более чем ста тысяч человек!
От младенцев прямо в утробе матери до людей столетнего возраста! Статистики применили сложнейшие модели с названием GAMLSS — звучит почти как имя заклинания из Гарри Поттера, но это всего лишь математический метод для анализа сложных нелинейных процессов роста.