Expanderende puberbreinen

Het is niet waar dat het volume aan zenuwcellen (`grijze massa') in de menselijke hersenschors langzaam afneemt tussen het vierde en twintigste levensjaar, zoals tot nu toe werd aangenomen op grond van parallellen bij dieren en kleinschalig onderzoek onder mensen. Het Amerikaanse National Institute of Mental Health (NIMH, Bethesda, Maryland) heeft een grootschalig onderzoek gedaan, waarbij van kinderen tussen de 4 en 21 jaar om de twee jaar een hersenscan (MRI) is gemaakt. Daaruit blijkt dat verschillende delen van de hersenschors hun piek in grijze-massavolume op verschillende momenten in de puberteit hebben.

Het is de eerste keer dat een longitudinaal MRI-onderzoek van kinderhersenen wordt gepubliceerd. Tot nu toe werd aangenomen dat de grijze massa na het vierde jaar afnam. (Nature Neuroscience, oktober 1999). Overigens werden ook bij deze NIMH-studie longitudinale gegevens (van 1 persoon over meer jaren) gecombineerd met `gewone' steekproefgegevens (van meer personen van verschillende leeftijden), omdat lang niet alle 145 deelnemers meer scans ondergingen (80 kinderen kregen maar één scan, slechts 1 persoon kreeg er meer dan vier). Met de 145 deelnemende kinderen is het NIMH-onderzoek ook het grootste steekproef-onderzoek tot nu toe.

Het is nog niet duidelijk waardoor de grijze massa toeneemt tot in de puberteit en dan weer afneemt. Het kan komen door verandering in de grootte van de zenuwcellen, maar ook door veranderingen in het aantal synapsen (de punten waarop zenuwcellen met elkaar in contact staan). Voor de witte hersenmassa (de myelineerde zenuwuitlopers die de verbindingen vormen tussen de zenuwcellen cq de grijze massa) wijken de resultaten van het longitudinale onderzoek niet af van de eerder bekende gegevens: de witte massa neemt gestaag toe, met gemiddeld 12,4 procent tussen 4 en 22 jaar. Maar voor de grijze massa ligt dat dus anders.

Uit de complexe statistische analyse van de NIHM-onderzoekers blijkt dat voor de voorhoofdskwabben (die onder meer verantwoordelijk worden geacht voor `nadenken', mentale planning en organisatie) de piek in grijze massa voor jongens ligt rond het twaalfde jaar en voor meisjes rond het elfde. Voor de slaapbeenkwabben (onder meer betrokken bij gehoor en bij taal) ligt het maximum tussen 16,5 en 17 jaar. De grijze massa in de achterhoofdskwabben (onder meer betrokken bij visuele processen) nam zelfs voortdurend toe in de onderzochte leeftijdsgroep. Voor de wandbeenkwabben ('bovenop' de hersenen en onder meer betrokken bij ruimtelijk inzicht en beweging) ligt het maximum bij jongens iets voor het twaalfde jaar en bij meisjes iets na het tiende.

Rond het derde jaar is er waarschijnlijk (ook) een piek in het aantal verbindingen tussen zenuwcellen. Tot nu werd, op grond van dierproeven, door velen aangenomen dat er daarna alleen nog maar gesnoeid werd in het aantal synapsen. Op grond van dit vermoeden is er de laatste jaren in de VS zelfs een ware hype ontstaan om kleine kinderen zoveel mogelijk (intellectuele en artistieke) prikkels te geven, om zo het aantal verbindingen zo groot mogelijk te laten zijn, onder het motto `use it or lose it'. Overigens is de latere periode, bij het snoeien in de synapsen, belangrijk omdat dan de belangrijkste verbindingen geselecteerd en gevestigd worden. Een mens moet ook na zijn derde levensjaar veelzijdig actief zijn voor een evenwichtige ontwikkeling. Als de piek in grijze-massavolume tijdens de puberteit inderdaad wordt veroorzaakt een groei van het aantal synapsen (en dus niet door groei van het celvolume), wordt door dit NIHM-onderzoek nu opeens de mogelijkheid geopend van een tweede kritieke ontwikkelingsfase, rond de puberteit en wel op verschillende momenten voor verschillende hersendelen. ``De activiteiten en de omgeving van de teenager bepalen dan mogelijk welke synapsen blijven en welke worden geëlimineerd'', zo schrijven de onderzoekers in Nature Neuroscience – en daarmee lijken ze bijna een nieuwe hersenhype te voorspellen, niet voor peuters, maar voor pubers.

In hetzelfde nummer van Nature Neuroscience wordt verslag gedaan van een andere, veel kleiner opgezette studie door onderzoekers van de University of California in Los Angeles, waarbij MRI-scans van tien 12- tot 16-jarigen worden vergeleken met die van tien 23- tot 30-jarigen. In overeenstemming met de NIHM-conclusies constateren zij een vermindering van de hoeveelheid grijze hersenmassa in de voorhoofdskwabben. Voor de overige hersendelen vonden ze weinig verschillen tussen de twee groepen.