CNS (centralni nervni sistem) se sastoji od četiri glavna dijela: leđne moždine, moždanog debla, diencefalona i celebralnih hemisfera. Tijekom embrionalnog razvoja, živčane stanice se organiziraju u tubularne strukture koje ostaju i u odrasloj dobi. Dio koji završi u glavi razvija se u mozak, a ostatak formira leđnu moždinu.

Leđna moždina sadrži aferentne živčane puteve za put senzornih informacija do mozga, te eferentne živčane puteve koji se protežu od mozga do motornog sistema. Leđna moždina također prima informacije iz unutarnjih organa, a uključena je i u mnoge automatske funkcije. Nastavlja se prema gore u moždani sistem koji se sastoji od tri dijela: medulla, pons i srednji mozak (od dna prema gore). 

Medulla sadrži nekoliko kontrolnih centara za vitalne automatske funkcije, kao disanje i brzinu udaranja srca. 

Pons ili most predstavlja važan centar za povezivanje informacija iz celebralnih hemisfera sa malim mozgom. To je sistem važan za parametrizaciju finih pokreta. 

Srednji mozak kontrolira mnoge senzorne i motorne funkcije, uključujući i pokrete očiju. Iznad moždanog debla nalazi se

diencefalon koji sadrži dvije glavne strukture: talamus i hipotalamus. 

Talamus je važan sistem za povezivanje informacija što dolaze iz nižih regija mozga sa celabralnim korteksom.

Hipotalamus, koji leži ispod talamusa, važan je za regulaciju automatskih i endokrinih funkcija, te funkcija vezanih uz utrobu. Iznad i okolo diencefalona nalaze se celebralne polutke ili hemisfere. One se sastoje od korteksa (čije funkcije ćemo kasnije detaljnije opisati) i dublje smještenih struktura, uključujući bazalne ganglije, koji sudjeluju u kontroli motoričkih pokreta, hipokampus, uključen u pohranjivanje pamćenja, te amigdalu koja je koordinacijski centar za automatske i endokrine odgovore povezane s emocionalnim stanjima. Središnji živčani sistemokružuje međusobno povezan sistem četiri komore, ventrikule, koje sadrže celebralnu tekućinu.

Naborana površina korteksa sastoji se od brazdi i hrbata koji razdvajaju glavne kortikalne regije: frontalni, parijetalni i okcipitalni režanj (od anteriora do posteriora), te temporalni ražanj (lateralni u odnosu na druge režnjeve). Glavne linije razdvajanja formiraju sagitalna fissura, brazda koja razdvaja mozak duž srednje linije na dvije hemisfere, povezene corpus callosumom; centralni sulkus koji razdvaja frontalni režanj od nižih stražnjih područja; te Sylvijska fissura koja označava temporalni režanj. Većina celebralnog korteksa uključena je u osjete i akciju. Šire govoreći, anteriorni (prednji) dijelovi mozga uključeni su u proizvodnju, dok su posteriorni (stražnji) dijelovi mozga posvećeni percepciji.

FUNKCIONALNI SISTEM MOZGA

Luria (1973) razlikuje tri osnovna funkcionalna sistema mozga, koji su uključeni u bilo koji oblik mentalne aktivnosti. Prvi funkcionalni sistem je zadužen za regulaciju aktivacije, drugi za procesiranje informacija, a treći za programiranje.

Retikularni aktivacijski sistem

Laurijin prvi funkcionalni moždani sistem bavi se regulacijom kortikalnog tonusa ili aktivacije. Ovaj je sistem lokaliziran u subkorteksu i moždanom deblu, a sastoji se od neuralne mreže (zvane retikularna formacija) preko koje se ekscitacija može širiti kako bi stupnjevano modulirala stanje živčanog sistema. Neka od vlakana ove formacije obuhvaćaju uzlazni retikularni aktivacijski sistem, te putuju prema gore gdje završavaju u višim neuralnim strukturama, uključujući korteks. Preostali dio retikularne formacije posvećen je regulaciji kortikalne aktivacije. Druga vlakna sadrže silazni retikularni aktivacijski sistem; ona izlaze iz korteksa i putuju dolje do moždanog debla gdje završavaju. Preko silaznih puteva retikularne formacije, korteks produženo kontrolira tonus živčanog sistema.

Osnovna funkcija Laurijeva sekundrnog funkcionalnog sistema je procesiranje informacija: uključen je u primanje, analizu i pohranu informacija. Ovaj sistem sadrži laterarne regije stražnje kortikalne površine, uključujući i okcipitalna, temporalna i parijetalna područja. Sistem procesiranja informacija formiran je projekcijom i asocijacijom zona korteksa. Projekcijska (ili primarna) područja sadrže neurone velike specifičnosti, koji odgovaraju samo na specifične stimulanse. Primarna područja okružena su sekundarnim područjima koja pomažu sintetičkim funkcijama. Ova područja uključuju mnoge asocijativne neurone koji onemogućuju da se specifične informacije kombiniraju u funkcionalne uzorke. Konačno, tercijarne zone leže na granicama između okcipitalnog, temporalnog i parijetalnog korteksa. Lauria im je dodijelio funkciju prostorne organizacije informacija što dolaze iz različitih područja i transformacije sukcesivnih informacija u simultano organizirane uzorke.

Hijerarhijska organizacija sistema procesiranja informacija ima važne ontogenetske implikacije. Rano tijekom djetinjstva, vještina viših zona ovisi o integritetu nižih zona. Tako, rani deficit primarnih područja neizbježno vodi do nepotpunog sazrijevanja tercijarnih zona kasnije u razvoju. Tijekom razvoja, ipak, više zone stječu kontrolu nad nižim kortikalnim zonama. Kod odrasle osobe, senzorna informacij koja proizlazi iz nižih zona smješta se u sheme koje proizvode tercijarne zone. Gledajući na taj način, tercijarne zone mogu nadoknaditi štetu na nižim kortikalnim razinama.

Akcijski sistem

Treći funkcionalni sistem mozga odgovoran je za programiranje, regulaciju i verifikaciju akcije. Akcijski sistem također je organiziran hijerarhijski sa najnižom razinom koju formira leđna moždina. Ona je odgovorna za organizaciju automatskih i stereotipnih odgovora na podražaj. Druga razina sastoji se od moždanog debla koje radi kao važno izmjenjivačko središte, koje integrira motoričke zapovijedi koje silaze iz viših razina sa informacijama koje dolaze iz leđne moždine. Treća razina hijerarhijskog sistema je motorički korteks, koji se nalazi u prednjem dijelu centralnog režnja. Motorički koreteks prima informacije iz drugih kortikalnih područja i izdaje motoričke zapovijedi nižim razinama i mišićnom sistemu. Četvrta i najviša

hijerarhijska razina akcijskog sistema sastoji se od premotoričkog korteksa i dopunskog motoričkog područja, koji su zaduženi za motoričko programiranje i pripremu, te od predfrontalnog korteksa, izvršnog kontrolnog centra.

Najvažniji dio trećeg funkcionalnog sistema je frontalni režanj, koji sadrži barem jednu četvrtinu ukupne moždane mase. Kao što je gore spomenuto, frontalni korteks ima dvosmjernu povezanost sa moždanim deblom. Ovaj bogati sistem aktivacijskih i inhibicijskih veza omogućuje frontalnom korteksu da konačno uskladi stanje cerebruma i prilagodi razinu energije organizma u odgovoru na promjenjive promjene unutarnjeg miljea i zahtjeve okoline. Frontalni režanj također je povezan sa talamusom, hipotalmusom, amigdalama i drugim subkortikalnim strukturama. Većina ovih veza su recipročne: frontalni koreteks prima i integrira eferentne impulse tako da može regulirati sve strukture. Osim toga, frontalni korteks povezan je intimno i recipročno sa širokim rasponom drugih kortikalnih područja, uključujući motorički korteks i asocijativna područja, stvarajući tako superstrukturu iznad svih dijelova korteksa. To se najviše odnosi na predfrontalni korteks koji, u Laurijevoj shemi , predstavlja tercijarnu asocijativnu zonu frontalnog režnja.

U pregledu kompleksnih mentalnih funkcija kojima neizravno upravlja frontalni korteks, Lauria (1973) navodi da ova struktura potpuno sazrijeva kasno, tijekom ontogenije. On spominje podatke sa moskovskog Instituta za mozak, koji pokazuju da se površinska područja frontalnog režnja naglo povećavaju u dobi oko tri godine, sa drugim naglim skokom u dobi od 7 ili 8 godina. Dugi period sazrijevanja frontalnog korteksa ima važne implikacije za kognitivni razvoj. Mala djeca mogu pokazati ponašanje koje se može usporediti sa ponašanjem pacijenata koji imaju lezijama oštećen frontalni režanj, čime je onemogućen njegov potpun rad. Na primjer, i mala djeca i spomenuti pacijenti imaju izrazitih poteškoća sa suzdržavanjem jakih odgovora. 

MOZAK KOJI RASTE

Sazrijevanje mozga je genetski proces. Potpuna genetska informacija dostupna organizmu u razvoju - možda oko 10 gena kod sisavaca - je nedovoljna za određivanje ukupnog broja neuralnih

veza - možda 10. Epigenetski utjecaj proizlazi iz embrija i vanjskog okoliša. Unutarni utjecaji uključuju faktore kao površinska interakcija između stanica i hormonalnih promjena u krvi. Vanjski utjecaji uključuju faktore kao prehrana i senzorna iskustva. Međudjelovanje ovih faktora kontrolira pravilnu diferencijaciju neuralnih stanica i stvaranje neuralnih veza. Taj proces se odvija kao niz određenih koraka koji su precizno vremenski određeni temporalnim slijedom koji je relativno utvrđen i karakterističan za određenu neuralnu strukturu.

PREDNATALNI RAZVOJ 

Prednatalni razvoj može se podijeliti u nekoliko faza: faza klijanja, embrionalna i fetalna faza. Prva faza traje od začeća do usađivanja, kada se jajašce čvrsto pričvršćuje za stijenku maternice. Nakon usađivanja, novi organizam ulazi u embrionalnu fazu, kada embrio počinje diferencrati u tri različita sloja: ektoderm ili vanjski sloj, iz kojeg će se kasnije razviti živčani sistem, ali i senzorne stanice, kožne žlijezde, kosa, nokti i dijelo zuba; mezoderm ili srednji sloj, iz kojeg će se razviti mišići, kostur, krvožilni sistem i sistem za izlučivanje; te endoderm ili unutrašnji sloj, iz kojeg će se razviti gastrointestijalni trakt, bronhiji, pluća, te drugi unutarnji organi (npr. jetra i gušterača). Razvoj u embrionalnoj fazi teče jako brzo. Iako embrij ima svega nekoliko centimetara mjesec dana nakon začeća on je 10 000 puta veći od zigote iz koje se počeo razvijati. Zadnjih sedam mjeseci trudnoće su fetalna faza koja primarno uključuje pročišćavanje primitivnih sistema koji su već na svom mjestu. Rast mozga ne završava rođenjem. Štoviše, od sedmog mjeseca prenatalnog razvoja do djetetova prvog rođendana mozak dobiva na težini više od miligrama po minuti. Kod rođenja, mozak novorođenčeta ima oko 25% težine mozga idraslog čovjeka, ali do drugog rođendana omjer se povećava na 75%. Kad tako gledamo, nije iznenađujuće da su poslijednja dva mjeseca prenatalnog razvoja određena kao faza izrazitog rasta mozga. 

Kod ljudskog organizma vrijeme trudnoće je 40 tjedana od zadnje menstruacije. Tijekom trudnoće mozak se razvija spektakularnom brzinom. Ako uzmemo u obzir da potpuno razvijen ljudski mozak sadrži oko sto bilijuna neurona, te da se gotovo nijedan neuron ne stvara nakon rođenja, mozak u razvoju mora stvarati neurone

brzinom od oko 250000/min. Brzi rast mozga tijekom embrionalne i fetusne faze razvoja prikazan je na slikama. Tijekom unutarmaterničkog razvoja mozak naraste od gotovo ničega do gotovo 350 grama kod rođenja. Kod te točke važno je istaknuti da sazrijevanje mozga nije ograničeno na razdoblje trudnoće. Većina postnatalnog razvoja događa se u prvih nekoliko godina nakon rođenja, ali neke mjere sazrijevanja mozga nastavljaju otkrivati razvojne promjene ćak nakon sedme ili devete dekade života. Rast mozga može se podijeliti u mnogo sekvencijalnih procesa. Precizno vremensko određenje tih procesa može se pokazati kao potencijalno važno u skupljanju informacija o faktorima koji kontroliraju razvoj živčanog sistema, zatim kako procesi koji se odvijaju kasnije ne mogu utjecati na ranije procese, dok trenutni procesi mogu imati efekt na procese koji će uslijediti.

NEURALNI RAZVOJ 

Ljudski mozak i živčani sistem sastoje se od preko jednog triliona specijaliziranih stanica koje su uključene u transmisiju električnih i kemijskih signala preko tiliona spojnih prostora među stanicama. Postoje dvije različite vrste stanica u živčanom sistemu: živčane stanice ili neuroni i glija stanice. Neuroni su osnovne jedinice za procesiranje informacija u mozgu i živčanom sistemu, a svi se formiraju krajem drugog tromjesječja trudnoće. Neuroni se sastoje od staničnog tijela i dvije vrste izdanaka: dendrita i aksona. Dendriti, koji se oko tijela neurona granaju poput krošnje oko stabla, služe kao glavna aparatura za primanje signala od drugih neurona. 

Suprotno njima, postoji samo jedan akson koji je glavna projekcijska jedinica za prijenos signala neurona. Pred kraj akson se grana kako bi uspostavio kontakt s drugim neuronima na kontaktnim mjestima zvanim sinapse. Međuneuralna komunikacija preko sinapse omogućena je uz pomoć kemijskih neurotransmitera. Glija stanice su mnogo brojnije od neurona, a stvaraju se tijekom cijelog života. One vjerojatno nisu važne za neuralnu transmisiju. Smatra se da imaju druge uloge. Glija stanice hrane neurone i osiguravaju mozgu čvrstoću kao potporni elementi. Neki tipovi glija stanica proizvode mekanu tvar zvanu mijelin, koja stvara ovojnicu oko većine velikih aksona. Mijelinizacija funkcionira kao izolator koji ubrzava prijenos neuralnog signala. Druge vrste glija stanica imaju ulogu hranjenja,

uklanjanja ostataka nakon odumiranja stanica ili ozljeda, ili mogu sudjelovati u stvaranju barijere krv-mozak, u migraciji neurona ili u prerastanju aksona. 

Inicijalno stvaranje neurona i njihova migracija do pravog mjesta u mozgu su događaji koji se gotovo u potpunosti odvijaju prije rođenja. Postoje dvije vrste neuralnih promjena nakon rođenja: formativne i regresivne promjene. Formativne promjene uključuju proliferaciju, migraciju i diferencijaciju živčanih stanica, mijelinizaciju neuralnih puteva, te povećanje veza među neuronima. Regresivne promjene uključuju eliminaciju neurona i uklanjanje sinaptičkih veza. Zanimljivo je da dijete nakon rođenja ima više neurona i neuralnih veza nego kada dođe u odraslu dob. Spomenute promjene u živčanom sistemu mogu obuhvatiti i važan pritisak na razvoj motornih vještina, jezika i kognitivnih sposobnosti.

STVARANJE I MIGRACIJA NEURONA 

Stvaranje živčanih stanica počinje na unutarnjoj strani neuralne cijevi. Iz šupljine neuralne cijevi razvijaja se ventrikularni sistem CNS-a. Unutrašnji zid neuralne cijevi stvara sve neurone i glija stanice živčanog sistema. Međutim, stvaranje stanica nije jednako duž cijele te neuralne cijevi. Različita područja različito se šire kako bi razvila različito specijalizirane strukture zrelog živčanog sistema.

Karakteristična osobina živčanih stanica je da migriraju od mjesta gdje se stvaraju (u ventrikularnim zonama) do svog konačnog odredišta. Uopćeno možemo reći da postoje dva načina migriranja živčanih stanica do krajnjeg odredišta. U nekim dijelovima živčanog sistema u razvoju, migracija poprima oblik pasivnog premještanja. To znači da nakon napuštanja zone stvaranja stanice inicijalno putuju na male relacije, ali onda sa originalnog položaja bivaju premještene zbog novonastalih stanica. Tako stanice koje nastaju ranije na kraju završavaju udaljenije od zone stvaranja, nego stanice koje nastaju kasnije. Područja živčanog sistema koja pokazuju taj iznutra-prema-van spaciotemporalni gradijent uključuju talamička područja, te mnoge dijelove moždanog debla i leđne moždine. Ipak u mnogim slučajevima migrirajući neuron aktivno dopridonosi svom premještanju iz zone stvaranja. Kada se to dogodi, kasnije nastali neuroni mogu preći preko neurona nastalih ranije i tako stvoriti

uzorak izvana prema unutra, koji se može naći u većini dijelova celebralnog korteksa.

Za proučavanje rasta mozga vrlo je važno znati kako migrirajući neuroni putuju do svojih krajnjih odredišta. Ubrzo nakon formiranja neuralne cijevi počinju se stvarati mnoge neuralne stanice, ali određena skupina stanica, radijalne glija stanice, nastavljaju održavati kontakt sa obje površine neuralne cijevi. U korteksu primata mnogi neuroni koriste radijalne stanice za navigaciju od zone stvaranja, kako bi dosegle svoje ciljano područje. Primjetivši to, Rakic je 1988. predložio hiopotezu o glija stanicama, pretpostavljajući da je zona stvaranja već segmentirana u različite jedinice. On pretpostavlja se da svaka ta jedinica stvara nerone koji koriste iste puteve glija stanica, kako bi došli do određene destinacije. 

U toj žili, niz zasebnih jedinica za stvaranje stvara prvobitnu mapu specijaliziranih područja zrelog mozga. Pretpostavlja se da radijalne skele predstavljaju osnovu za kolumnarnu podjelu korteksa. To pregrađivanje (odjeljivanje) zrelog korteksa ima važne naznake za njegovu funkcionalnu organizaciju. Na primjer, istraživanja vidnog korteksa pokazala su da kada okomito umetnemo mikroelektrodu, sve stanice reagiraju na isti način na vidnu orijentaciju podražaja. Kada se mikroelektroda premjesti u susjedno područje, ponovno sve stanice reagiraju na isti način, ali ovaj put na različito orijentiran podražaj. Slično modularno ustrojstvo otkriveno je i u drugim moždanim područjima. Ipak za sada treba spomenuti da radijalne glija stanice ne mogu objasniti cijelu priču, budući da mnogi neuroni migriraju u područja živčanog sistema u kojima nisu pronađene radijalne glija stanice. Nadalje, kritiziran je i sam Rakicev prijedog takve izvedbe.

FORMACIJA SINAPSI

Jednom kada stanica dosegne konačno odredište, a katkad ćak i prije toga, ulazi u fazu diferencijacije. Tijekom te faze na stanici izrasta akson koji završava nabreknućem zvanim čunjasta izraslina koja sama navigira prema određenoj meti. Iako mehanizam takvog pronalaženja puta nije još potpuno objašnjen smatra se da je kemoafinitet jedan važan faktor. Na primjer, može se demonstrirati

da se čunjaste izrasline orijentiraju prema meti koja izlučuje protein znan kao faktor živčanog rasta, na temelju čega se može pretpostaviti da te čunjaste izrasline mogu osjetiti i slijediti kemijske tragove preko značajnijih udaljenosti.

Nekoliko sati nakon što dođu do odredišta, čunjaste izrasline se transformiraju u živčani terminal koji postepeno formira gotovu sinapsu. Formacija sinapse je zamršen i kompliciran proces koji započinje imobilizacijom čunjaste izrasline na njenoj meti. Tada se receptorne molekule akumuliraju ispod terminala dok se gustoća receptora iznad sinaptičkog mjesta značajno smanjuje. Kada se receptorne molekule stabiliziraju ispod rastućeg terminala, drugi aksoni mogu doći i također se vezati uz istu metu. Onaj koji stigne prvi nije nužno i onaj koji će ustrajati. Drugim riječima, neke sinapse će biti eliminirane iako većina kontakata nastavlja rasti. Važna funkcija selektivne eliminacije nije samo fino usklađivanje sinaptičkih veza, nego i prilagodba, pa ćak i eliminacija neuralnih puteva. Neke važne odrednice eliminacije sinapsi nalaze se u dodatku 2.5.

Postoji zanimljiv filogenetski trend u sinaptogenetici celebralnog korteksa. Kod glodavaca postoji malo dokaza za prekomjerno stvaranje sinapsi. U mozgu štakora sinaptička gustoća doseže maksimum koji je za samo 10% veći od vrijednosti kod odraslog štrakora. Kod mačke, maksimalna vrijednost je 50% veća od vrijednosti kod odraslog, a kod majmuna i čovjeka maksimalna vrijednost veća je od vrijednosi kod odraslog za 75-95%. U ljudskom vidnom korteksu (area 17), samo 10% maksimalne vrijednosi može se naći oko rođenja. Maksimum se doseže oko dobi od 8 mjeseci, nakon čega slijedi pad od 50-60% sa maksimumom u 11. godini. Sinaptogenetika je drugačija za frontalni korteks (srednji frontalni režanj). Maksimalna sinaptička gustoća doseže se tek oko prve godine života, a opadanje koje slijedi može se evidentirati tek oko 7. godine, dok razine odraslih ne doseže do 16. godine.

Ako primjetimo da ljudski mozak obuhvaća veliki inicijalni višak sinaptičkih veza, koji se onda pročišćava kako bi preostale samo neke veze dok druge nestaju, to rezultira epigenetičkim teorijama razvoja mozga koje se snažno vežu s pretpostavkama selektivne stabilizacije. Teorija da epigenetika pridonosi specifikaciji neuralnih

mreža nudi zadovoljavajuće objašnjenje za očiti razdor između kompleksnosti mozga i jednostavnosti genoma. Na primjer, ne postoji jednostavna veza između količine DNA, nasljednog materijala, i kompleksnosti mozga. 

Od miša do čovjeka, razina organizacije i izvođenja mozga spektakularno se povećava, dok ukupna količina DNA u jezgri nema značajnijih promjena. Na isti način epigenetička teorija može ponuditi objašnjenje ogromne povezljivosti mozga koja je kodirana ograničenim brojem gena. Epigenetička teorija, selektivnom stabilizacijom osigurava postojanje kritičnih razdoblja ili osjetljivoh faza u razvoju organizma koje odgovaraju fazama maksimalne povezanosti u kojima su sinaptički kontakti još u labilnom stanju. Prisutnost velikog broja labilnih veza može osigurati anatomsku podlogu za neuralnu plastičnost tijekom razvoja. Napokon, produženi period sinaptogenetike može imati utjecaj na psihopatologiju. Na primjer, ometanje eliminacije sinapsi navodno ima veze sa etiologijom nekih bolesti, kao shizofrenija.

NEURALNA INTERAKCIJA

Interneuralnu komunikaciju reguliraju kemijske tvari, neurotransmiteri, koji rade u sinaptičkoj pukotini. Električni signali putuju duž aksona do neuralnog terminala. Od sinapse, te signale dalje prenose neurotransmiteri preko sinaptičke pukotine. Različite male molekule mogu poslužiti kao prenosioci, a njihov efekt određuje više raznolikost receptora, nego njihova kemijska priroda. Tako, određeni neurotransmiter može poslužiti za ekscitaciju nekih postsinaptičkih stanica, ali i za inhibiciju drugih. Klasični neurotransmiteri uključuju acetkolin, dopamin, noradrenalin, serotonin i GABA.  

Kolinergički transmiterski sistem kritično je uključen u namjerne funkcije, možda povećavajući kod tihih informacija raspon od-signala-do-buke. Istraživanja na životinjama pokazuju da stanična tijela neurona koji koriste acetkolin nastaju rano tijekom trudnoće, ali kod odraslih te se razine postižu tek nakon prve dekade života. 

Dopaminergičke neurone možemo naći u međumozgu, a imaju široko raširene projekcije do limbičkog sistema i celebralnog

korteksa, a najdalje do prefrontalnog korteksa. Taj transmiterski sistem uključen je u aktivaciju ponašanja i, više specifično, u planiranje, te u uključivanje i isključivanje između setova odgovora. Iako dopaminska vlakna ulaze u mozak štakora rano nakon rođenja, koncentracije dopamina su u neonatalnom mozgu značajno niže nego u odraslom mozgu.

Noradrenergički neuroni također se mogu naći u međumozgu, a projeciraju se do hipokampalnih formacija, cerebeluma i neokorteksa. Taj sistem transmitera uključen je i u orijentirane reakcije koje rezultiraju inhibicijom ponašanja u tijeku, povećanjem pobuđenosti i povećanom pažnjom tihih struktura novih podražaja. Izgleda da je noradrenalički sistem intenzivniji kod rođenja nego kad mozak sazrije, te je stoga predloženo da je taj sistem odgovoran za plastičnost mozga.

Serotonički sistem transmitera nalazi se u moždanom deblu i frontalnom korteksu. Promatranja pokazuju da manipulacija tim sistemom transmitera rezultira primarno inhibicijom ponašanja. Razine serotonina naglo rastu nakon rođenja, ali tijekom odrastanja opadaju.

Na kraju, GABA - glavni transmiter inhibicijskih neurona u mozgu i leđnoj moždini. GABA-energički neuroni su široko raspoređeni u mozgu i sudjeluju u kontroli pokreta. U mozgu štakora, količina GABA oko rođenja u odrasloj se dobi prepolovljuje.

Nagli porast količine literature o razvojnim promjenama u neurotransmiterskom sistemu formira barem tri važna stajališta. Prvo, treba istaknuti da su ti sistemi trenutno aktivni kako bi ljudsko procesiranje informacija bilo optimalno. Drugo, razvojni status neurotransmiterskog sistema može sugerirati značajno ograničenje procesiranja informacija tijekom životnog razvoja. I treće, spajanjem ovih neuroloških otkrića, zaključujemo da rast mozga nije ograničen na rani razvoj, nego izgleda da se proteže do odrasle dobi. (Zainteresirani čitatelj može se obratiti Fillenz, Stellar i Stellar (1985) za uvod u noradreničke sisteme i njhove utjecaje na psihološko funkcioniranje.)

AKSONSKO PRENOŠENJE

Informacije koje se procesiraju u mozgu olakšane su mijelinizacijom. Paralelno sa dendritičkim promjenama mnogi aksoni dobivaju mijelinsku ovojnicu. Mijelizirana vlakna rade brže i s većom funkcionalnom specifičnošću nego nemijelizirana vlakna, imaju kraći refraktorni period i niži prag stimulacije. Budući da akson može provoditi impulse i prije mijelinizacije, prisutnost mijelinske ovojnice je pokazatelj funkcionalne učinkovitosti i specifičnosti, a ne funkcionalnog napada. Mijelinizaciju ljudskog mozga pomno je proučio K. Gibson (1991). Kod rođenja ljudski mozak mijeliziran je samo umjereno. U tom trenutku ne postoje mijelinske ovojnice u kortikalnim slojevima. Neokortikalni slojevi počinju mijelinizaciju tijekom 1. mjeseca nakon rođenja. Kortikalna mijelinizacija prvo počinje i najbrže napreduje u područjima direktno povezanim s moždanim deblom i primarnim senzornim i motoričkim područjima, a najkasnije počinje i najsporije napreduje u traktovima i slojevima zaduženim za interkortikalne veze i u asocijacijiskim područjima. Senzorna i motorička područja općenito završavaju mijelinizacijou prije 2. godine života, ali integrativni sistem može nastaviti mijelinizaciju i mnogo dulje. Vlakna u retikularnoj formaciji nastavljaju mijelinizaciju u 2. dekadi života, kao i intrahemisferna asocijacijska vlakna. Napokon, kortikalna intrahemisferna asocijacijska vlakna mogu nastaviti mijelinizaciju ćak i u 3. dekadu života.

Proces mijelinizacije predstavlja grubi indeks regionalnog razvoja mozga, a zabilježeno je i nekoliko pokušaja da se mijelinizacija poveže sa razvojem ponašanja. Dodatak 2.6 pruža ilustraciju odnosa između mijelinizacije i kognitivnog razvoja, začetog unutar neo-Piagetske teorije. Ipak, treba spomenuti da neurološko funkcioniranje počinje prije pojave mijelinizacije, te da demijelinizacija ne rezultira uvijek gubitkom funkcija. Štoviše, mijelinizacija je samo jedan od indikatora sazrijevanja mozga, a druge neuralne spoznaje mogu pružiti različite informacije.

Razvojni psiholozi spekuliraju o vezi između mijelinizacije i kognitivnog razvoja. Na primjer, Case je 1985. pretpostavio kao radnu hipotezu da sukcesivno više razine u mozgu upravljaju sukcesivno višim razinama kognitivnih operacija, te da svaki od tih sistema ima svoj karakteristični period mijelinizacije. Točnije

pretpostavio je da su moždani sistemi koji mijeliniziraju između 1. i 4. mjeseca zaduženi za kontrolu izoliranih senzornih i motoričkih funkcija, dok su sistemi koji mijeliniziraju od 4. mjeseca do 1.5 godine života odgovorni za koordinaciju senzornih i motoričkih funkcija. Case je pretpostavio usku vezu između mijelinizacije različitih sistema mozga i vremena razvoja kognitivnoh operacija koje potpomažu ti sistemi.

Kako mijelinizacija olakšava kognitivne operacije? Case je 1985. istaknuo dvije primarne funkcije mijelina. Jedna je ubrzavanje neuralnog prenošenja (transmisije), a druga je da kao izolator sprječava curenje duž neuralnog puta. Tako, prije mijelinizacije, linearna transmisija od jedne neuralne jedinice do ciljne neuralne jedinice bila bi spora zbog nedostatka mijelinske ovojnice, a lateralni prijenos od jedne do druge neuralne jedinice bio bi visok zbog nedostatka mijelinske izolacije. Nasuprot tome, nakon mijelinizacije brzina linearnog prijenosa je velika , a lateralni prijenos zanemariv. Posljedica toga je veliko povećanje efikasnosti neuralnog prijenosa što odmah povećava i subjektovo procesiranje prostora, omogučujući izvođenje kognitivno zahtjevnijih zadataka.

MOZAK KOJI STARI

Određivanje vremena ulaska u stariju dob nije uvijek vrlo jasno. Kod nekih vrsta javlja se naglo nazadovanje nakon perioda sazrijevanja, kao npr. kod Pacifičkog lososa koji ugiba nakon prvog razdoblja reprodukcije. Za druge vrste, kao sisavci, nakon sazrijevanja slijedi razdoblje sporog progresivnog starenja. Štoviše, stopa nazadovanja značajno varira među pojedincima, tako da kronološka dob pruža samo grube naznake "razumnosti". Zapravo, mnoge studije o starenju pokazuju veće varijacije za starije ljude nego za mlađe grupe, što nam govori da se jedinstvenost pojedinca povećava s protokom vremena. Istaknuto je, međutim, da se povećana raznolikost kod starijih ljudi pretjerana zbog veze starenja i bolesti. To uočavanje dovodi do prijedloga o razlikovanju primarnog od sekundarnog starenja. Primarno starenje odnosi se na fundamentalne procese koji su univerzalni za neku vrstu. Ono je intrinzično za organizam, štetno za njegove funkcije, a povećava i mogućnost umiranja. Veći dio starenja smatra se sekundarnim u odnosu na ove procese, a može se sastojati od kompenzacijskih ili

ne-nazadujućih odgovora, koji se tada stavljaju pod koncept sekundarnog starenja.

MODELI PRIMARNOG STARENJA

Tijekom godina veliki trud je uložen u određivanje prirode osnovnih procesa starenja, a predloženi su i mnogi modeli primarnog starenja. Ti se modeli mogu klasificirati u dvije široko definirane kategorije: genetička terija i teorija homeostatskog otkazivanja. Teorije koje pretpostavljaju da genetički faktori igraju važnu ulogu u primarnom, biološkom starenju zasnivaju se na zapažanju da se maksimalni životni raspon značajno razlikuje od vrste do vrste, te da se razlike u životnom rasponu znaju unutar obitelji grupirati u klastere (grozdove). Nažalost koji geni su odgovorni za dugovječnost nije nam poznato. Teorije koje primarno starenje objašnjavaju homeostatskim otkazivanjem naglašavaju progresivnu nemogućnost organizma da spriječi propadanje. Na primjer, rane teorije starenja "wear and tear" pretpostavljaju da je organizam sličan mašini, te da se tokom vremena dijelovi istroše. To je stajalište izmijenjeno, budući da u nekim sistemima kontinuirano i kronično korištenje zapravo poboljšava funkcioniranje. 

Raspravlja se o tome da li se princip "koristi ili izgubi" može primjeniti na mozak, budući da se pokazalo da aktivacija neuralnih stanica dovodi do održavanja neurona tijekom starenja. Ipak, za većinu sistema proces popravljanja ne može držati korak sa propadanjem, što rezultira nemogučnošću održavanja funkcionalnih i strukturalnih mogućnosti organizma. Homeostatsko otkazivanje se primjećuje i na lokalnoj staničnoj razini i na razini stanica u homeostatskom kontrolnom sistemu. Lokalna smrt stanica, uzrokovana starenjem, može se ubrzati zbog štetnih djelovanja slobodnih radikala, kemijskih spojeva koji se većinom javljaju tijekom procesa normalnog metabolizma, a koji mogu mijenjati staničnu strukturu. Formacija slobodnih radikala povećava se s godinama.

Ako starenje utječe na funkcije specifične stanice u homeostatskom kontrolnom sistemu, nedovoljna kontrola može rezultirati oštećenjem nekog drugog dijela organizma kao sekundarna disfunkcija homeostatske kontrole. Tako, promjene vezane uz

godine, u imunološkom i neuroendokrinom sistemu mogu pridonjeti širokom rasponu degenerativnih procesa. Ipak, treba spomenuti da usprkos velikoj raznolikosti homeostatskih otkazivanja teorije o primarnom starenju, uloga navodnih osnovnih procesa starenja tek se treba objasniti.

STARENJE U CNS-u

Iako je teško odrediti primarne procese starenja i odvojiti ih od sekundarnih procesa, nema sumnje da je kronološka dob povezana sa širokim rasponom promjena u CNS-u. Te promjene variraju od velikih neuroanatomskih promjena do mikroskopskih promjena u dendritičkom stablu i neuralnog gubitka, a pretpostavlja se da su specifične za regije.

Veće promjene

Jedno od najbolje dokumentiranih otkrića odnosi se na starenjem uzrokovano smanjenje ukupnog volumena i težine mozga. Mozak teži od 930 do 1350 grama kod normalinh 70-89-godišnjaka (Katzman & Terry 1983). Ovi autori objavili su studiju u kojoj skupljanje mozga izražavaju u dijelovima celebralnog volumena do "cranial" volumena. Oni su primjetili redukciju od 1% između dobi od 20-49 i 80-89 godina. Neki istraživači su istakli kohortni efekt uzrokovan manjom težinom mozga osoba rođenih oko 2. svjetskog rata. U studijama koje su ispravile kohortni efekt, gotovo nikakva promjena nije primjećena između dobi od 20 i 50 godina, ali zatim slijedi pad od 2% po dekadi do dobi od 90.

Druga velika promjena u morfologiji mozga, atrofija režnja odnosi se na skupljanje kortikalne vrpce u određenim dijelovima mozga, dok tkivo u međudijelovima mozga izgleda normalno. Konveksnost frontalog pola korteksa je izložena režanjskoj atrofiji. Udio sive u odnosu na bijelu tvar također se povećava u starijij dobi od 1.6 u šestoj dekadi života do 1.55 do desete dekade života, što pokazuje redukciju broja mijeliziranih aksona u odnosu na tijela i dendrite živčanih stanica. Ova otkrića pokazuju sa starenjem povezan gubitak mijelina, koji je naglašeniji u regijama u kojima se mijelinizacija završava relativno kasno tijekom razvoja, dakle u anteriornim područjima mozga prije nego u posteriornim

područjima. Studije o demijelinizaciji kod životinja pokazuju širok raspon funkcionalnih alternacija, uključujući povećanu provodnu brzinu, češće nemogućnosti provođenja, povećan refraktorni period, temporalnu disperziju impulsa, cross-talk između susjednih aksona, te povećanu osjetljivost na temperaturne i mehaničke utjecaje. S druge strane, anatomski specifična demijelinizacija ne rezultira uvijek predviđenim gubitkom funkcija.

Reginalna specifičnost

Promjene morfologije mozga (vezane uz starenje) izgledaju jako selektivne. Gotovo da i nema dostupnih studija koje ispituju efekt starenja na moždano deblo. Limbički sistem pokazuje različite stupnjeve promjena vezanih uz starenje, koje ovise o specifičnim područjima koja se istražuju i o metodama analize. Istraživano je i nekoliko sistema u hipotalamičkom području. Za identifikaciju hipokampalne atrofije koriste se tehnike slikanja mozga. Osobe s naznačenom atrofijom imaju deficit verbalnog pamćenja. Ovo stajalište pokazuje da je starenje mozga specifičan proces, prije nego globalno propadanje koje utječe na različite strukture i funkcije jednako.

Mikroskopske promjene

Propadanje je najočitije na mikroskopskoj razini. Neuralni gubitak je dobro zabilježen i pokazuje se u različitim varijacijama u kortikalnom regijama. Frontalna i temporalna područja gube oko 20-30% sa godinama, dok primarna senzorna područja gube samo 12-15%. Hipokampus i dijelovi amigdala gube oko 25% svojih stanica. Gubitak stanica u nekim dijelovima moždanog debla (npr. nucleus coerulens) je značajan, ali drugi dijelovi motoričkog područja moždanog debla imaju dosta stabilnu populaciju. Nasuprot tome, jezgre međumozga (npr. substantia nigra) pokazuju značajan gubitak stanica, ćak 50% do devete dekade života. Valja primjetiti da i locus coerulens i substantia nigra imaju utjecaja kod Parkinsonove bolesti.

Neke nijanse ipak treba spomenuti. Studije koje koriste nove tehnike ispitivanja neurodegeneracije pokazuju ukazuju na izostanak gubitka neurona u hipokampusu kod različitih vrsta. Štoviše, neuralni

gubitak velikih staničnih tijela doveden je u vezu sa simultanim neuralnim porastom malih stanica. Ovo otkriće pokazuje da se veliki neuroni umjesto eliminacije tokom starenja, skupljaju u manje. Zato je važno da se u istraživanjima brojenja stanica u obzir uzima i veličina stanica. Konačno, postepeni gubitak neurona tijekom normalnog starenja je vrlo skroman u usporedbi sa gubitkom neurona rano u razvoju.

Čak kada sami neuroni prežive, njihova stanična tijela, aksoni i dendriti mogu otkrivati atrofiju. Karakteristični uzorak degenerativnih promjena sastoji se od inicijalnog oteknuća staničnog tijela, nakon čeka slijedi gubitak dendritičkih ogranaka. Očito taj gubitak smanjuje i broj veza između stanica. Zaista, 13%-tno smanjenje broja sinapsi nađeno je kod 74-90-godišnjaka u usporedbi sa 16-72-godišnjacima. Zanimljivo, porast dendritičkog rasta nađen je u hipokampusu i kortikalnim područjima oko 50.-e godine, nakon čega slijedi regresija oko osme i devete dekade. Pretpostavlja se da inicijalno dendritičko grananje može odraziti zamjenski odgovor neurona sposobnih da se održe, a bore se sa dekrementalnim dendritičkim promjenama kod susjednih stanica. Izgleda da ova sposobnost nadoknađivanja nema učinka kod vrlo starih neurona. Detaljne informacije o opadanju neurotransmisije povezanom sa starenjem su ograničene. Koncizan pregled normalnog starenja neurotransmiterskog susava donose De Kosky i Palmer 1994. Opadanje povezano sa starenjem u cholinergičkom sistemu primjećeno je u hipokampusu, a u manjoj mjeri i u celebralnom korteksu. Cholinergički nedostaci navodno osiguravaju neurokemijski substrat za neke od simptoma Alzheimerove bolesti. Nažalost, pokušaji popravljanja mentalnog statusa pacijenata sa Alzheimerovom bolesti administriranjem preteča acetkolina nisu bili uspješni.

Celebralni korteks i hipokampus ne pokazuju promjene vezane uz starenje u dopaminergičkim sistemima; redukcija dopamina izgleda uglavnom ograničena na striatum. Striatum je dio moždanog debla koji igra važnu ulogu u voljim pokretima. Ispražnjenje strialnog dopamina opaženo je kao rezultat poteškoća iniciranja i održavanja motornih aktivnosti. Te su poteškoće jasno uočene kod Parkinsonove bolesti u obliku bradykinezije i rigidnosti. U nekim uvjetima izvedba normalnih starijih ljudi slična je izvedbi pacijenata sa Parkinsonovom

bolesti (npr. pad brzine reakcije). Sličnosti sugeriraju da dopaminsko ispražnjenje može biti u osnovi nekih ponašajnih deficita primjećenih tokom starenja.

Noradrenergički sistem ostaje stabilan sa godinama. Najveća grupa noradrenergičkih neurona uočena je u locus coerulens i hipotalamusu, ali ima malo promjene u celebralnom korteksu. Slične zamjedbe nađene su u serotoenergičkom sistemu. Neke promjene u serotoničkim receptorima uočene su u celebralnom korteksu i pretpostavlja se da stoje u osnovi povećanih smetnji spavanja i promjena raspoloženja, koje se javljaju kod starijih odraslih. Konačno, najviše studija koje su ispitivale GABA-u izvještavaju o opadanju povezanom sa starenjem u hipokampusu i celebralnom korteksu.

Sve u svemu, starenje CNS-a naizgled ne uključuje pojedinačni veliki deficit u neurotransmisiji. Nekoliko skupina dokaza predlaže da se normalno starenje javlja kao rezultat kompleksnih serija malih promjena koje mogu inducirati ravnotežu među neurotransmiterskim sistemima. Očito, konglomeratne promjene u neurotransmisiji mogu imati široki utjecaj na funkcionalni output mozga.

Sličnosti između normalnog i neuropatološkog starenja

U ovom trenutku, treba spomenuti da je normalno starenje teško odvojiti od propadanja mozga povezanog sa poremećajima i bolestima vezanim uz stariju dob. Neke promjene vezane uz starenje, uključujući smanjenje težine mozga, gubitak neurona ili mijelina, te atrofija režnja pokazuju značajno poklapanje sa normalnim starenjem mozga. Druge promjene ograničene su na normalni mozak, ali su brojnije i raširenije kod Alzheimerove bolesti. Te promjene uključuju povećanje formacije slobodnih radikala i amiloida. Slobodni radikali uglavnom se stvaraju kod normalnog metabolizma. Kao što je ranije opisano poznato je da se formacija slobodnih radikala povećava s godinama, a neki istraživači smatraju to povećanje odgovornim za neuralni gubitak u mozgu koji stari. 

Amyloid se povezuje sa "neuritique plaque", tj. kompleksnim materijalom koji spaja elemente degeneracije neurona i sinapsi. Kod

Alzheimerove bolesti ti materijali su gušći i češći nego pri normalnom starenju. Iako je formacija slobodnih radikala i amyloida naglašena kod tipičnih bolesti starenja, javljaju se u značajnim udjelima i kod naizgled zdravih starijih ljudi. Naravno, može biti da je značajna podgrupa zdravih starijih ljudi zapravo u predkliničkoj fazi. Ipak, Dickson, Crystal, Mattiace i dr. nisu uspjeli pronaći vezu između izvedbe neuropsiholoških testova i zbrojeva kortikalnih materijala u pažljivo izloženu studiju. To negativno otkriće pretpostavlja da ponašajni deficit kod starijih osoba možda zahtijava sasvim drugačija objašnjenja, usprkos sličnostima između normalnog i neuropatološkog starenja.

Neuroimaging: PET proučavanja

Ranih 80-ih tomografija s pozitronskim isijavanjem postaje dostupna. PET koristi radioaktivne izotope da dobije kvantitativne mjere regionalnog moždanog toka krvi ili metabolizma glukoze kao indikatora neuronske aktivnosti. Ova tehnika dozvoljava konstrukciju slika mozga sa prostornom rezolucijom u rasponu od nekoliko milimetara i vremensku rezoluciju od oko 15s do jedne minute. PET je relativno skupa tehnika i njeno korištenje je ograničeno činjenicom da su djeca osjetljivija na radijaciju nego odrasli (detaljnije kod Karasuski, Horwitz & Rumsey, 1996.).

Chugani i sur. su koristili Pet da ispitaju distribuciju aktivnosti metabolizma glukoze za vrijeme prve godine života u kliničkom ispitivanju djece koja, u prošlosti, nisu patila od neuroloških smetnji u razvoju (osvrt kod Chugani, 1994.). Ontogeneza glukoza-metaboličke zakonitosti izgleda da se zbiva u filogenetskom redu. Drugi i treći mjesec života pokazuju progresivni rast u kortikalnom posredovanju ponašanja. Aktivnost glukoza-metabolizma se brzo povećava u velikim područjima stjenke, zatiljku i sljepoočnom korteksu, ali je ostao nizak u većini čeonog režnja. Prednji korteks je posljednje područje koje prolazi povećanje starenja i aktivnosti glukoze-metabolizma, gdje funkcionalno starenje/zrenje bočnog dijela (6 do 8 mjeseci) prethodi filogenetski hrpteni regijama (8 do 12 mjeseci). Ovaj je razvoj sugerira suglasnost s pojavom viših kognitivnih sposobnosti (Chugani, 1994., str. 159.).

Neonatalna stopa metabolizma glukoze, koji je oko 30% niži nego kod mlađih odraslih, brzo raste da dostigne vrijednosti odraslih do oko druge godine. Međutim, rast se ne zaustavlja i stopa metabolizma glukoze počinje nadmašivati stupnjeve odraslih za vrijeme treće godine dok se ne postigne razina za vrijeme četvrte godine koje se dalje nastavlja do 9 godine. Postepeni pad je onda uočen dok stope aktivnosti metabolizma glukoze ne dostignu koncem druge dekade. Chugani (1994.) je smatrao da brzi rast aktivnosti glukoze metabolizma odgovara periodu brze hiperprodukcije sinaptičkih veza.

PET istraživanja u početku nisu uspjela pokazati dramatične promjene u metabolizmu mozga za vrijeme starosti. Novije studije, međutim, koristeći PET kamere sa poboljšanom rezolucijom, pokazuju obratan odnos između metabolizma mozga i godina; štoviše, neka područja mozga su osjetljvija (ranjivija) nego druga. De Santi, de Leon, Concit i sur. (1995.) su ispitivali metabolizam mozga u različitim područjima čeonog režnja, sljepoočnica, hipokampusa (produžen neravnine dna svake bočne klijetke mozga), malog mozga. Specifičnije analize su pokazale da pad povezan s godinama u čeonom režnju metabolizma je bio veći nego pad u metabolizmu sljepoočnice, koji je, zauzvrat, bio veći nego pad u metabolizmu hipokampusa. Slična otkrića su izložili Loessner, Alavi; Lewandrowski i sur. (1995.) koristeći veći uzorak. Ovi autori su pokazali značajnu redukciju u aktivnosti metabolizma na čeonom režnju samo s malim trendom za vrijeme treće i četvrte dekade i dramatičniji pad nakon šeste dekade. Ovi su nalazi sukladni s mnogim izvješćima koji govore da je čeoni hrbat osjetljiviji na utjecaje starenja (Terry i sur. 1987.). Sada su potrebna proučavanja u odnosu na promjene povezane s godinama u metabolizmu mozga na kognitivni rad.

Neuroimaging: MRI studije

Tehnika magnetske rezonance prethodno se koristila za ispitivanje atomskih sastojaka kemijskih uzoraka. Kasnije se razvila u imaging tehniku koja se može koristiti za razlikovanje različitih tkiva baziranih na njihovim kemijskim sastojcima. MRI tehnike se baziraju na principu kojim frekvencija radiovalova emitiranih iz jezgre atoma direktno ovisi o snazi okolnog magnetskog polja. Kada se glava smjesti u homogeno magnetsko polje, signali koji dolaze iz mozga

mogu se prevesti u slike dodajući mali dodatak statičkom magnetskom polju. fMRI, ili dinamički MRI, koristi konvencionalne MRI skenere sa brzom imaging tehnikom za otkrivanje promjena u toku krvi i količini krvi u tkivu aktiviranih za vrijeme izvršenja nekog zadatka. Glavne prednosti PET uključuju višu vremensku i prostornu rezoluciju i nedostatak readijacije, dozvoljavajući njenu upotrebu na normalnoj djeci. Jedno od glavnih ograničenja je veća osjetljivost na pokrete. Određena suradnja ispitanika je potrebna za vrijeme izvršenja zadatka (Krasuski i sur. 1996.).

MRI se koristio za procjenu količine sive materije u mozgu normalnih osoba starih između 8 i 35 godina (Jerning, Trauner, Hesselinl & Tallal, 1991.). Ovi su rezultati ukazivali na varijaciju u kortikalnoj maturaciji. Značajna promjena je opažena kod superionih kortiklalnih regija, koje su se sastojale uglavnom od čeonih i parietalnih zona, ali ne daleko od nižih kortikalnih regija. Smanjenje u odnosu na dob u čeonoj sivoj materiji izgleda da koindicira s redukcijom u sinaptičkoj gustoći u čeonom kortksu koje je primjetio Huttenlocher (1994). Jerning i sur. sugeriraju mogućnost da opažene strukturalne promjene u specifičnim regijama korteksa mogu biti u vezi sa smanjenjem u plasticitetu korteksa za koje se mislilo da se pojavljuje za vrijeme djetinjstva i adolescencije (vidjeti također Chugani, 1994.).

Studija koja je ispitivala normalan rast mozga u djece i adolescenata starih od 5 do 17 godina nije uspjela naći potvrdu rasta mozga kao što je prikazano ukupnom cerebralnom količinom (Reiss, Abrams, Singer i su., 1997.). Međutim, podaci su pokazali značajan pad u odnosu na dob u kortikalnoj sivoj masi i komplementarno povećanje u masi bijele materije. Prethodni rezultat je interpretiran kao regresivni momenat postignut na finoći neuronskih veza, dok je zadnji nalaz uzet kao indikator povećanog mielina, osobito zona prednjeg mozga sadržanog u izvršnom funkcioniranju. Konačno, Reiss i sur. dobili su značajnu korelaciju inteligencije s opsegom mozga, posebno s masom sive materije u prednjoj zoni mozga. Zanimljivo, njihovi rezultati izgleda da indiciraju povećanja u cerebralnim količinama koja su povezana prvenstveno s povećanjem inteligencije, ali kasnije povećanje inteligencije se poravnalo, a još kasnije pokazuje smanjenje kada cerebralna masa nastavlja povećanje. Ovi nalazi sugeriraju mogućnost da povećnja u veličini

mozga iza optimalnog stupnja može imati štetne utjecaje na intelektualno funkcioniranje.

MRI studije su također doprinijele ocrtavanju visoko specifičnih promjena mozga za vrijeme kasnijih faza života. U jednoj studiji koja je ispitivala zdrave osobe stare od 21 do 70 godina, MRI mjere ukazuju da se hipokampusna i sljepoočna bijela masa nisu mijenjale sa starenjem, sljepoočna siva materija je opadala s godinama, a vertikularna masa se povećavala s godinama (Sullivan, Marsh, Mathalon i sur., 1995.). Zanimljivo, memorija (kapacitet) nije povezana s hipokampusnom masom, već blago padanje u nekim mjerama memorije se odnosilo na vertikularno povećanje. Ovi nalazi sugeruraju da atropija korteksa oko hipokampusnih struktura igra ulogu u padu memorije primjećene kod starijih. Značajan pad u hipokampusnoj sivoj masi kod starijih odraslih je otkriven u jednoj MRI studiji koja je ispitivala sudionike u njihovoj devetoj dekadi (Coffey, Wilkinson, Parashos i sur. 1992.).

Promjene u morfologiji mozga u cijelom životnom vijeku (od 3 mjeseca do 70 godina) zabilježio je Pfefferbaum sa sur. (1994). MRI je pokazao različite razvojne putanje u veličini glave, bijeloj i sivoj materiji, i cerebro-spinalnom likvoru. Veličina glave je pokazala značajan linearan rast do 10 godine nakon čega slijedi prestanak rasta. Cerebro-spinalni likvor, nasuprot, ostaje prilično konstantan od rođenja do 20-30 godina, a onda je primjećeno da raste do starosti. Moždana siva materija, nađeno je, raste brzo do 4 godine, a zatim postepeno pada. Moždana bijela materija postojano raste od rođenja do oko 20 godina i zatim se ustaljuje, stagnira. Ovo posljednje otkriće je konzistentno s prethodnim izvještajima sugerirajući da mielinizacija nastavlja daleko u adoelscenciji, pošto rast mielina i aksona najvjerojatnije doprinose povećanju mase bijele materije. 

Povećanje i smanjenje sive materije je sukladno putanjama rasta ćelije, arborizacije (kristalizacije), sinaptogeneze i razmnožavanju ćelija, koje vjerjatno doprinose povećanju u masi moždane sive materije za vrijeme prvih godina života. Početna redukcija u masi sive materije, pretpostavljali su Pfefferbaum i sur., duguje sinaptičkom i aksonalnom kljaštrenju. Kasnija redukcija mase sive materije skupa s povećanjem cerebralno-spinalne količini može

signalizirati kortikalnu atropiju (kržljavost). 

Literatura:

1. M. Kotrla, M. Maršić, Life span developmental psyhology