Comme n'importe quel guardian vous le dira, il n'y a pas deux enfants qui se comportent exactement de la même manière. Cela fait partie de ce qui rend chaque individu exclusive.




Alors, pourquoi certains adolescents prennent-ils as well as de risques que d'autres ?

Curtis Johnson, ingénieur biomédical de l'Université du Delaware, et Grace McIlvain, étudiante diplômée, pensent avoir une idée.




La partie du cerveau qui donne envie aux adolescents de prendre des risques s'appelle le système socio-émotionnel. Le centre de contrôle cognitif du cerveau, quant à lui, est ce qui aide à empêcher les adolescents d'agir sur ces impulsions.

Dans un posting récemment publié dans NeuroImage, Johnson et McIlvain suggèrent que ces deux centres du cerveau mûrissent physiquement à des rythmes différents et que les adolescents présentant de grandes différences de taux de développement entre ces deux régions cérébrales sont furthermore susceptibles de prendre des risques. De in addition, l'équipe de recherche théorise que c'est la composition fondamentale du cerveau qui est à l'origine de ces tendances à la prise de risque et au contrôle.

Ce qui rend cette étude exceptional, c'est que les chercheurs de l'UD et leurs collaborateurs ont utilisé une strategy appelée élastographie par résonance magnétique (MRE) pour mesurer en toute sécurité les propriétés mécaniques du tissu cérébral comme mesure du développement cérébral, plutôt que l'activation de ces deux régions.

L'élastographie est une méthode d'imagerie des propriétés mécaniques des tissus à l'aide d'un scanner d'imagerie par résonance magnétique (IRM). En termes simples, les chercheurs prennent des instantanés de la façon dont le cerveau se déforme – ou se plie – lorsqu'il vibre sous de basses fréquences, puis soumettent ces images à un algorithme spécifique pour procéder à une ingénierie inverse de ce qui se passe. Johnson a expliqué que les vibrations MRE sont sans danger pour tous les âges et fournissent moins de mouvement que ce qui se produit naturellement dans le cerveau. Il offre également moins de vibrations que d'autres appareils conçus pour les enfants, tels que les rockers vibrants.

Johnson a comparé le processus à tout autre test de matériau et a déclaré que les connaissances de l'équipe de recherche sur la déformation des tissus les aidaient à interpréter ce qui se passe sous différentes vibrations. Chez les adultes, les methods de MRE sont devenues populaires pour étudier des maladies, telles que la maladie d'Alzheimer, avec des recherches montrant les relations entre la mémoire et les performances cognitives.

« Les approaches de MRE ne remplacent pas d'autres aspects de l'étude du développement du cerveau, mais elles peuvent fournir une manière in addition reasonable et objective d'examiner le câblage du cerveau », a déclaré Johnson, professeur adjoint au Département de génie biomédical.

Cartographie du développement cérébral des adolescents

Ce n'est pas la première fois que les chercheurs se penchent sur la manière dont deux régions cérébrales interagissent pour previous une certaine sortie. Mais la plupart de ces travaux ont été effectués à l'aide de l'IRM fonctionnelle (IRMf), où les participants à l'étude sont placés dans le scanner et reçoivent une tâche en temps réel, et les chercheurs regardent quelles zones du cerveau s'allument pour déterminer quelles zones du cerveau sont liées. à cette tâche.

Le groupe de recherche de Johnson a été l'un des premiers pionniers de l'utilisation des approaches d'ERM pour créer des cartes tridimensionnelles à haute résolution qui permettent aux scientifiques d'examiner des régions spécifiques du cerveau. L'intensité de chaque pixel 3D d'une image a un sens. Par exemple, les couleurs vives indiquent une rigidité élevée, ce qui, dans ce cas, indique une mesure de la maturité développementale.

En examinant ces caractéristiques du cerveau dans leur travail, les chercheurs ont découvert que ce n'était pas uniquement le centre socio-émotionnel ou le centre de contrôle cognitif, mais la combinaison des deux centres du cerveau travaillant ensemble à un âge ou à un minute précis qui était le facteur définitif de la prise de risque.

« Donc, il y a cette période de l'adolescence où la partie du cerveau qui donne envie de prendre des risques est as well as mature que la partie du cerveau qui supprime ces impulsions », a déclaré McIlvain, qui a commencé à travailler sur le projet en tant qu'été de premier cycle. chercheur en 2016 et est maintenant doctorant en troisième année en génie biomédical.

« Si nous pouvons identifier les individus qui sont furthermore susceptibles de prendre des risques, sur la base de la composition biologique de leur cerveau, ou peut-être des groupes d'individus, cela pourrait éclairer les stratégies de prévention. »

Avant ce projet, peu de recherches sur les EMR avaient mesuré la raideur cérébrale chez les enfants. Des travaux antérieurs en 2018 par McIlvain ont montré que l'extérieur du cerveau semble in addition doux chez les adolescents que chez les adultes, tandis que l'intérieur du cerveau semble furthermore rigide chez les adolescents que chez les adultes. Selon Johnson, cela correspond à la trajectoire de développement connue où l'intérieur du cerveau se développe en leading et l'extérieur, le cortex, se développe furthermore tard.

Le travail est né de la précédente recherche en collaboration de Johnson avec Eva Telzer, professeur de psychologie à l'Université de Caroline du Nord et co-auteur de l'article, et tire parti des capacités avancées d'IRM du Middle for Biomedical and Brain Imaging de UD. Aujourd'hui, les chercheurs du laboratoire Johnson développent tous les elements de cette method MRE

Bien que les travaux antérieurs de l'équipe de recherche aient montré des différences dans la fonction cérébrale des enfants en développement typique et de ceux souffrant de maladies telles que la paralysie cérébrale, c'est la première fois que les chercheurs ont montré une relation avec la fonction chez des enfants en bonne santé. Mais il y a encore additionally de queries que de réponses.

Par exemple, Johnson a déclaré qu'il n'y avait actuellement aucune bonne mesure pour dire quand le cerveau est experienced ou même pour définir la santé du cerveau. Et tandis que l'équipe de recherche a établi des liens entre la manière dont la rigidité du système socio-émotionnel du cerveau adolescent et le centre de contrôle cognitif interagissent et soutiennent la prise de risque, il y a d'autres choses qu'ils ne savent pas, comme la façon dont ces régions du cerveau sont affectées par des choses comme les facteurs socio-économiques. statut, traumatisme de la petite enfance ou éducation précoce.

L'un des principaux objectifs du travail est de rendre l'analyse MRE as well as rapide. L'analyse prend actuellement as well as de six minutes, ce qui peut être difficile pour les enfants handicapés ou ceux qui sont très jeunes.

« Nous aimerions terminer l'analyse en moins d'une minute – moins de temps qu'une demi-chanson d'un film de Disney – avant qu'un enfant ne perde tout intérêt et ne pense à bouger », a déclaré Johnson.

Les prochaines étapes de la recherche comprennent l'analyse des enfants dès l'âge de 5 ans, y compris ceux atteints d'autisme. L'espoir est de créer un ensemble de données robustes pour explorer remark les propriétés mécaniques du cerveau changent de 5 à 30 ans, généralement considéré comme la fin de l'adolescence. Entre autres, ils espèrent utiliser ces données pour mieux comprendre comment les enfants handicapés s'inscrivent dans cette courbe de développement.

« À l'heure actuelle, il n'y a pas de moyen typical de diagnostiquer l'autisme, pas de plan de traitement ciblé ou de mesures pour mesurer si l'intervention aide », a déclaré McIlvain, qui a récemment reçu une bourse des National Institutes of Health pour étudier la raideur cérébrale chez les enfants autistes. « Si nous pouvons comprendre remark les propriétés mécaniques du cerveau sont affectées chez une personne autiste, nous pouvons commencer à répondre à certaines de ces concerns. »