Расшифровка многопутевой многоуровневой связности мозга от рождения до 6 месяцев

Почему младенческие мозги важны

Первые месяцы жизни — время поразительного роста мозга. Задолго до того, как младенцы произнесут первые слова или сделают первые шаги, их мозг тихо прокладывает проводку систем, которые обеспечат мышление, эмоции, движение и общение с другими. В этом исследовании задают простой, но глубокий вопрос: вместо того чтобы смотреть на пары областей мозга по одной, что произойдёт, если изучить, как группы из трёх сетей взаимодействуют у новорождённых и маленьких младенцев? Ответ показывает, что строительные блоки организации взрослого мозга могут уже формироваться в первые шесть месяцев после рождения.

Смотрим дальше простых связей

Большинство исследований мозга отслеживает, как пары регионов одновременно повышают или понижают активность, примерно как проверка того, какие два инструмента в оркестре обычно звучат вместе. Но мозг — сложная, нелинейная система, больше похожая на полный оркестр, чем на дуэт. Ориентируясь только на пары, можно пропустить более богатые гармонии, создаваемые, когда несколько сетей работают одновременно. Это особенно важно в младенчестве, когда мозг быстро организуется, и ранние модели координации могут предвосхищать последующее обучение, здоровье и поведение.

Сканирование спящих младенцев

Чтобы исследовать это, учёные получили высококачественные сканы мозга у 71 обычно развивающегося младенца, многие из которых были просканированы более одного раза, в результате получено 126 сканирований в возрасте от 4 до 179 дней. Все сканы делались, пока дети естественно спали в МРТ-сканере, который измеряет медленные спонтанные колебания кровотока по всему мозгу. С помощью продвинутого анализа команда выделила 105 различных сетей мозга, включая те, что задействованы в зрении, движении, эмоциях, языке и высшем мышлении. Эти сети были объединены в широкие домены, такие как визуальная, сенсомоторная, лимбическая (эмоции), языковая и более высокие когнитивные режимы контроля.

Пары против троек сетей мозга

Команда затем сравнила два способа описания взаимодействий между этими сетями. Во-первых, использовали традиционные попарные меры, которые оценивают, насколько сильно активность одной сети связана с другой. Во-вторых, рассчитали «тройные» взаимодействия, фиксирующие, как три сети совместно разделяют информацию. Технически эта тройная мера способна обнаруживать сложные нелинейные отношения, которые не проявляются при взгляде только на пары. Когда учёные проанализировали, как эти паттерны взаимодействий меняются с возрастом, они обнаружили, что тройные взаимодействия оказались значительно более информативными: в то время как попарные меры выявили чуть более тысячи связей, связанных с возрастом, тройные взаимодействия выявили более 80 000 триплетов сетей, координация которых систематически менялась в первые шесть месяцев.

Ранние признаки взрослой конфигурации мозга

Эти тройные взаимодействия не были случайными. Многие включали сети, известные по исследованиям взрослых, такие как сеть пассивного режима (связанная с внутренне направленными мыслями), сеть значимости (помогает обнаруживать важные события) и центральная исполнительная сеть (поддерживает внимание и решение задач). Вместе эти три образуют хорошо известную «тройную сеть» взрослого мозга, считающуюся ядром многих психических процессов и расстройств. Поразительно, что у младенцев шаблоны триплетов уже напоминали эту взрослую конфигурацию, что указывает на то, что базовая схема сотрудничества ключевых сетей мозга присутствует в первые месяцы после рождения. Исследователи также показали, что тройные взаимодействия выявляли языковые и связанные с значимостью системы, которые попарные методы пропускали, намекая на то, что более тонкая, нелинейная координация уже появляется в этих высших функциях.

Что это значит для раннего развития

Проще говоря, исследование показывает, что мозг младенца — это не просто набор изолированных регионов или простых пар связей. Скорее, от рождения до шести месяцев группы из трёх и более сетей уже формируют координированные паттерны, которые развиваются и реорганизуются с возрастом. Учитывая эти более богатые паттерны, учёные могут получить более полное представление о том, как в детском мозге закладываются основы для будущего мышления, чувств и обучения. В будущем такие высокоуровневые меры могут помочь обнаруживать нетипичные траектории развития раньше и надёжнее, чем традиционные попарные подходы, открывая путь к более ранней поддержке детей из группы риска.

Цитирование: Li, Q., Fu, Z., Walum, H. et al. Deciphering multiway multiscale brain network connectivity from birth to 6 months. Commun Biol 9, 271 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-09549-3

Ключевые слова: развитие мозга младенца, функциональная связность, сети мозга, в состоянии покоя fMRI, высокоуровневые взаимодействия