งานวิจัยใหม่พบสมองมนุษย์มี 5 ช่วงวัย และ "สมองวัยรุ่น" อยู่กับเราจนอายุ 32 ปี

ตลอดช่วงชีวิตของคนเรา สมองเกิดการเปลี่ยนแปลงเชิงโครงสร้างและประสิทธิภาพในการทำงานครั้งใหญ่ รวมทั้งสิ้นถึง 4 ครั้งด้วยกัน นั่นก็คือตอนที่เรามีอายุได้ 9 ปี, 32 ปี, 66 ปี, และ 83 ปี

ผลการศึกษาล่าสุดที่ได้จากการสแกนสมองของคนสุขภาพดี 4,000 คน ซึ่งมีตั้งแต่เด็กเล็กไปจนถึงคนชราอายุ 90 ปี พบว่าสามารถแบ่งสมองของคนเราออกได้เป็น 5 ระยะ ตามช่วงวัย ซึ่งแต่ละระยะจะมีรูปแบบการเชื่อมต่อของเซลล์ประสาทในสมองที่แตกต่างกัน

ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ของสหราชอาณาจักร เพิ่งตีพิมพ์ผลการศึกษาข้างต้นลงในวารสาร Nature Communications โดยพบว่าสมองของมนุษย์ในระยะ "วัยรุ่น" จะคงอยู่กับคนเราได้นานหลายสิบปี ตั้งแต่วัยเพียง 9 ขวบ ไปจนถึงช่วงต้นของวัยเลขสามที่มักคิดกันว่าเป็นวัยกลางคนได้เลยทีเดียว

ทีมผู้วิจัยกล่าวว่า ผลการศึกษานี้อาจช่วยให้เราเข้าใจได้มากขึ้น ว่าเหตุใดอัตราความเสี่ยงต่อโรคสมองเสื่อมและโรคที่เกี่ยวกับสุขภาพจิต จึงผันผวนขึ้นลงจนแตกต่างกันไปในแต่ละช่วงของชีวิต

ทีมผู้วิจัยกล่าวว่า ผลการศึกษานี้อาจช่วยให้เราเข้าใจได้มากขึ้น ว่าเหตุใดอัตราความเสี่ยงต่อโรคสมองเสื่อมและโรคที่เกี่ยวกับสุขภาพจิต จึงผันผวนขึ้นลงจนแตกต่างกันไปในแต่ละช่วงของชีวิต

แม้จะทราบกันดีอยู่แล้วว่า สมองมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา โดยจะปรับตัวตอบสนองต่อการเรียนรู้สิ่งใหม่ ๆ และประสบการณ์ต่าง ๆ ที่พบเจอ แต่อย่างไรก็ตาม ผลการศึกษาล่าสุดชี้ว่าพัฒนาการและความเสื่อมถอยของสมอง ไม่ได้ดำเนินไปเป็นรูปแบบเดียวกันตลอดชีวิต ทำให้สามารถแบ่งช่วงวัยของสมองออกได้เป็น 5 ระยะดังนี้

ดร.อเล็กซา เมาส์ลีย์ ผู้นำทีมวิจัยบอกว่า "สมองปรับเปลี่ยนโครงสร้างการเชื่อมต่อของเซลล์ประสาทตลอดชีวิต โดยจะมีการเสริมความแข็งแกร่งหรือทำลายเครือข่ายการเชื่อมต่อเดิมอยู่เสมอ โดยความเปลี่ยนแปลงนี้จะไม่เป็นแบบแผนเดียวกันทุกครั้ง ทำให้มีความผันผวนและเกิดเป็นระยะต่าง ๆ ในการปรับเปลี่ยนตามช่วงวัย"

ทีมผู้วิจัยยังบอกว่า การแบ่งสมองออกเป็นระยะต่าง ๆ ตามช่วงวัยนั้น มาจากข้อมูลดิบในผลการทดลอง ซึ่งแบบแผนเหล่านี้ปรากฏให้เห็นอย่างเด่นชัดออกมาเอง โดยการศึกษากับกลุ่มตัวอย่างขนาดใหญ่นั้น อาจมีส่วนช่วยให้สังเกตเห็นความแตกต่างระหว่างสมองแต่ละช่วงวัยได้ง่ายขึ้น อย่างไรก็ตาม สมองของแต่ละคนอาจเข้าสู่ช่วงวัยต่าง ๆ ได้เร็วกว่าหรือช้ากว่าผู้อื่น

สมอง 5 ระยะ

"สมองวัยเด็ก" คือระยะหรือช่วงวัยแรกของอวัยวะสำคัญชิ้นนี้ โดยสมองจะเพิ่มขนาดเติบโตขึ้นอย่างรวดเร็ว แต่ก็จะเร่งขจัดเครือข่ายการเชื่อมต่อของเซลล์ประสาทเก่า (synapse) ที่ถูกสร้างขึ้นในช่วงยังเป็นตัวอ่อนในครรภ์ด้วย

ประสิทธิภาพการทำงานของสมองในช่วงวัยนี้ จะไม่สูงเท่ากับสมองในระยะอื่น ๆ โดยอาจจะเรียกได้ว่า ทำงานแบบสุ่มเหมือนเด็กเล็กที่เดินเปะปะไปรอบ ๆ สวนสาธารณะ เมื่อเห็นอะไรเตะตาน่าสนใจก็จะแวะเข้าไปดู แทนที่จะเดินทางอย่างมีจุดหมายจากจุดเริ่มต้นไปยังปลายทางที่ตั้งใจไว้

"สมองวัยรุ่น" คือระยะของการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลัน ซึ่งเริ่มตั้งแต่ตอนอายุ 9 ขวบเป็นต้นไป การปรับโครงสร้างการเชื่อมต่อของเซลล์ประสาทสมองในระยะนี้ จะมีประสิทธิภาพเพิ่มพูนขึ้นกว่าเก่าหลายเท่า ทั้งยังเป็นระยะที่มีการเปลี่ยนแปลงเชิงลึกมากที่สุด ในบรรดาสมองระยะต่าง ๆ

อย่างไรก็ตาม นี่เป็นช่วงเวลาที่มีความเสี่ยงจะเริ่มเกิดอาการของโรคทางจิตเวชได้มากที่สุด นอกจากนี้ ช่วงเวลาที่สมองเข้าสู่ระยะวัยรุ่น ยังประจวบเหมาะกับการที่ร่างกายส่วนอื่น ๆ เริ่มเปลี่ยนแปลงเข้าสู่วัยหนุ่มสาว ทว่าสมองในระยะนี้จะคงอยู่กับตัวเราได้ยาวนานกว่าที่คิด แม้จะล่วงเลยช่วงวัยรุ่นตอนปลาย จนเข้าสู่วัยผู้ใหญ่ในช่วงอายุ 20-30 ปีแล้วก็ตาม

ดร.เมาส์ลีย์กล่าวเน้นย้ำว่า นี่คือช่วงระยะเดียวของสมองที่ทำงานได้โดยมีประสิทธิภาพสูงขึ้น โดยความสามารถที่เพิ่มขึ้นมานี้จะไปสนับสนุนการทำงานของสมองหลายส่วน และจะขึ้นสู่จุดสูงสุดในช่วงอายุ 30-32 ปี ซึ่งน่าประหลาดใจอย่างยิ่งที่สมองวัยรุ่นคงอยู่กับเราได้อย่างยาวนานกว่า 20 ปี

"สมองผู้ใหญ่" นี่คือระยะที่สมองมีเสถียรภาพและเกิดความเปลี่ยนแปลงน้อยมาก โดยสมองจะคงอยู่ในระยะนี้ได้ยาวนานที่สุดถึง 30 ปี และแม้จะมีความเปลี่ยนแปลงเชิงโครงสร้างเกิดขึ้นบ้าง ก็จะเป็นไปอย่างเชื่องช้าเมื่อเทียบกับระยะสมองวัยรุ่น ยิ่งไปกว่านั้น ประสิทธิภาพในการทำงานของสมองจะไม่เพิ่มพูนขึ้น แต่กลับจะเริ่มถดถอยในระยะนี้ด้วย

ดร.เมาส์ลีย์บอกว่า "แนวโน้มดังกล่าวสอดคล้องกับการคงที่ของระดับสติปัญญา และบุคลิกภาพที่เริ่มคงตัวในวัยผู้ใหญ่" ซึ่งเป็นที่สิ่งหลายคนได้ประสบกับตัวเองมาแล้ว

"สมองคนชราตอนต้น" สมองของคนเราจะเข้าสู่ระยะนี้ในวัย 66 ปี แต่การย่างเข้าสู่ภาวะดังกล่าว จะไม่ทำให้เกิดการเสื่อมถอยของสมองในฉับพลันทันที แต่จะค่อยๆ เกิดการเปลี่ยนแปลง เกี่ยวกับแบบแผนการเชื่อมต่อของเซลล์ประสาทภายในสมอง

แทนที่สมองทุกส่วนของคนวัยนี้ จะร่วมกันทำงานโดยสอดประสานเป็นหนึ่งเดียวกัน สมองของคนวัยชราตอนต้น กลับเริ่มแยกกันทำงานเป็นส่วน ๆ มากขึ้น ไม่ต่างจากนักร้องนักดนตรีที่ดังแล้วชอบแยกวง

แม้ทีมผู้วิจัยจะทำการศึกษากับกลุ่มตัวอย่างที่มีสุขภาพสมองดีก็ตาม แต่สมองของคนวัยชราตอนต้น ก็เริ่มมีสัญญาณของโรคสมองเสื่อมและความดันโลหิตสูงปรากฏขึ้นแล้ว ซึ่งภาวะเหล่านี้จะยิ่งทำให้สมองเสื่อมถอยมากขึ้น

"สมองคนชราตอนปลาย" สมองมนุษย์ก้าวเข้าสู่ระยะสุดท้าย ในตอนที่มีอายุได้ 83 ปี นักวิทยาศาสตร์มีข้อมูลเกี่ยวกับสมองของคนวัยนี้น้อยมาก เมื่อเทียบกับคนวัยอื่น ๆ ที่สามารถหาอาสาสมัครสุขภาพดีมาทำการสแกนสมองได้ง่ายกว่า อย่างไรก็ตาม ทีมผู้วิจัยพบว่าความเปลี่ยนแปลงเชิงโครงสร้างที่เกิดขึ้นในวัยนี้ คล้ายกับสมองของคนชราตอนต้น เพียงแต่มีความเสื่อมถอยปรากฏชัดเจนมากกว่า

ดร.เมาส์ลีย์บอกว่า สิ่งที่น่าประหลาดใจอย่างยิ่งสำหรับเธอก็คือ "สมองระยะต่าง ๆ สอดคล้องลงตัวกับการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ ๆ ในชีวิตได้พอดิบพอดี" ไม่ว่าจะเป็นการเข้าสู่วัยหนุ่มสาว, การเกิดปัญหาสุขภาพเมื่อมีอายุมากขึ้น, หรือแม้แต่การเปลี่ยนแปลงทางสังคมครั้งสำคัญ เช่นการเริ่มเป็นพ่อคนแม่คนในวัยเลขสาม

"เป็นการศึกษาที่เจ๋งมาก"

ทีมผู้วิจัยระบุว่า การศึกษาในครั้งนี้ยังไม่ได้คำนึงถึงความแตกต่างระหว่างเพศชายและหญิง ที่อาจส่งผลกระทบต่อการวิจัยได้ ตัวอย่างเช่นคำถามที่ว่า ภาวะหมดประจำเดือนในหญิงวัยทอง จะทำให้สมองวัยชรามีความเปลี่ยนแปลงเพิ่มเติมอย่างไรบ้างหรือไม่

ศาสตราจารย์ดันแคน แอสเซิล ผู้เชี่ยวชาญด้านประสาทสารสนเทศ (neuroinformatics) จากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ และเป็นสมาชิกผู้หนึ่งของทีมวิจัย บอกกับบีบีซีว่า "ภาวะต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับพัฒนาการของระบบประสาท, สุขภาพจิต, และประสาทวิทยา ล้วนมีความสัมพันธ์กับรูปแบบการเชื่อมต่อของเซลล์ประสาทสมอง อันที่จริงแล้วความแตกต่างในเรื่องนี้ สามารถทำนายถึงการเกิดปัญหาเกี่ยวกับการมีสมาธิจดจ่อ, การใช้ภาษา, การจดจำ, และการเกิดพฤติกรรมต่าง ๆ ได้"

ศาสตราจารย์ทารา สไปร์ส-โจนส์ จากศูนย์เพื่อการค้นพบเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ทางสมอง แห่งมหาวิทยาลัยเอดินบะระของสกอตแลนด์ แสดงความเห็นในฐานะนักวิทยาศาสตร์ผู้ไม่ได้มีส่วนร่วมในการวิจัยนี้ว่า "นี่เป็นการศึกษาที่เจ๋งมาก โดยชี้ให้เห็นว่าสมองคนเปลี่ยนแปลงไปมากขนาดไหน ตลอดช่วงชีวิตหนึ่งของเรา"

ศ.โจนส์ยังบอกว่า ผลการศึกษานี้สอดคล้องลงตัวเป็นอย่างดี กับความรู้ความเข้าใจในปัจจุบันเรื่องความชราภาพของสมอง แต่ถึงกระนั้นเธอยังกล่าวเตือนด้วยว่า "ไม่ใช่ว่าทุกคนจะเกิดการเปลี่ยนแปลงของเครือข่ายเซลล์ประสาทในสมองแบบนี้ ในช่วงอายุเดียวกัน"