Trajectories of brain development from childhood to adulthood: Influencing factors and behavioral outcomes

Mennesket hjerne gjennomgår store utviklingsmessige endringer fra vi blir født og opp igjennom barndommen og ungdomsalderen. Gener, modning og erfaring samspiller i å forme hvem vi er, våre kognitive funksjoner og hjernen slik den er på ethvert tidspunkt. I løpet av de siste par tiårene har bruken av hjerneavbildningsteknikker, spesielt magnetresonanstomografi (MRI), gitt oss en mye bedre forståelse av hvordan hjernen endrer seg i løpet av utviklingen og også videre gjennom livet. Men for å kartlegge disse endringene mer presist og for å bedre forstå hvilke faktorer som påvirker utviklingen og hvilke konsekvenser den har er det behov for studier som følger de samme individene over tid, såkalte longitudinelle studier. I dette forskningsprosjektet har vi fulgt en gruppe barn og ungdommer over tre tidspunkter og samlet data ved bruk av hjerneavbildning, kognitive tester, spørreskjemaer og biologiske prøver. Resultatene fra studien har bidratt til å mer detaljert kartlegge hjernens strukturelle og funksjonelle fra barndom til voksne alder og hvordan denne utviklingen henger sammen med forskjellige aspekter ved psykologisk utvikling, inkludert personlighetstrekk, prososial atferd, mental helse, og kognitive evner. Prosjektet har også samarbeidet med andre prosjektet som har studert typisk nevrokognitiv utvikling og prosjekter som har studert nevrokognitiv utvikling i grupper med forskjellige risikofaktorer.

The project has yielded new knowledge about brain development and influencing genetic and early environmental factors and behavioral outcomes, and made an important foundation for comparison with samples of psychiatric disorders, neurological disease and the outcome of persons with different biomedical risk factors. We have also published several methods and best practice papers, aiming to advance the research field.

The human brain undergoes enormous development from birth to adult age. Insight into this multifaceted process has been tremendously enhanced over the last two decades by neuroimaging studies, documenting sustained changes in the cerebral cortex, subcorti cal structures and white matter. Longitudinal studies with multiple time-points are however needed to track the trajectories of structural and functional changes in the brain's neuronal tissue and connections and how these vary across different brain regi ons and between individuals. Genes and environmental factors interact in forming our brains and mental capacities and there is increasing recognition of the importance of developmental processes for later cognitive functions and behavioral patterns. Longi tudinal studies that allow for direct examination of these relationships in development are however lacking. The focus of the current research project will be to conduct the third longitudinal follow-up in the project and analyze behavioral, magnetic res onance imaging (MRI), functional MRI (fMRI), electroencephalography (EEG), genetic and health registry data from ~300 healthy children and adolescents 8-25 years old. We will also combine these data with similar longitudinal data from ~350 younger childre n and ~215 adult participants. The objectives of the project are to characterize the trajectories of brain development in healthy children and adolescents, explore specific genetic and early environmental influences, and to investigate behavioral outcomes in terms of cognitive functions, scholastic achievements and behavioral adjustment. A comprehensive understanding of how the brain and our cognitive functions change during development is important for understanding characteristic features of childhood a nd adolescence, and is also critical for understanding mature cognition and how development may go awry in neurological and psychiatric disorders and in groups with specific risk factors.