Період від народження і до 2 років є дуже важливим віком, під час якого встановлюються поведінкові патерни і когнітивні можливості дитини. В цей час збільшуються в розмірах коркові нейрони, з великою швидкістю росте число синапсів, у багато разів зростає кількість олигодендроглиоцитов. Разом з цим, в цей же час можливо прояв «індикаторів» ризику для розвитку таких психічних розладів, як аутизм і шизофренія. Не дивлячись на все важливість даного періоду в онтогенезі, ми мало, що знаємо про нього.
У березні 2018 року в журналі Nature була опублікована стаття американських дослідників John H. Gilmore, Rebecca C. Knickmeyer, Wei Gao про розвиток головного мозку у дітей в період з народження і до 2 років, в якій вони за допомогою аналізу описових досліджень простежили його структурні і функціональні зміни, їх роль в розвитку психічних розладів, а також спробували встановити можливі ознаки майбутніх відхилень в нервово-психічній сфері.
Всі наші знання про будову головного мозку базуються на безлічі посмертних досліджень, які в більшості випадків обмежені поперечним дизайном. Згідно з даними робіт, обсяг головного мозку дитини у віці 2 - 3 тижнів становить близько 35% від обсягу головного мозку дорослої. До кінця другого року життя дана цифра збільшується до 80%. Після цього зростання головного мозку стає більш рівномірним.
Нейроонтогенез людини на клітинному рівні
Відразу ж після народження значно збільшуються обсяги сірої і білої речовин. Але, на відміну від білого, яке росте поступово і практично до 30 років, сіра речовина збільшується швидше і уповільнює своє зростання вже до підліткового віку.
Корковий шар досягає піку свого зростання до 1 - 2 років, а потім його ріст припиняється. Особливо швидко зростають звивина Гешля, Роландова борозна, передня центральна звивина. Площа поверхні мозку розширюється аж до 8 - 12 років. Її зростання також гетерогенний по областям: кора латеральної лобової, латеральної тім'яної і потиличної долі мозку розвиваються швидше, ніж орбітальна частина лобової частки і центральна частка. В цілому малюнок звивин головного мозку, приблизно, однаковий як у новонароджених, так і у дорослих.
Структурний розвиток мозку в ранньому дитинстві: дозрівання мієліну
Мозолисте тіло, нижній і верхній поздовжні пучки є у дітей вже при народженні. Це говорить про те, що велика частина «проводить» мозку формується ще в пренатальний період.
З народження починається миелинизация нервових волокон, поширюючись з мозочка, моста і внутрішньої капсули і продовжуючись від валика мозолистого тіла, зорових шляхів до потиличних, тім'яних доль і передньої частини лобової і скроневої часток.
Оціночні траєкторії структурних параметрів головного мозку протягом розвитку. FA - фракційна анізотропія
Не менший інтерес представляє розвиток нервових мереж, так як їх структурні і функціональні порушення ведуть до різних нервово-психічних захворювань. Згідно з безліччю досліджень, нервові центри з'являються ще до народження. Це показано через проведення МРТ недоношеним дітям в порівнянні з обстеженнями здорових дітей. Першими з'являються сенсомоторні, зорові і слухові центри. Вони розташовуються в тих же зонах мозку, що і у дорослих.
Мовний центр у дорослих розташовується більш латерально і оточений нижньої лобової і верхньої скроневої звивинами. Ієрархія областей головного мозку також закладається з народження.
В даний час є дослідження, які вказують на те, що різниця в структурі і функціональної активності головного мозку, що залежить від статі, є з народження. Наприклад, при народженні мозок чоловіків на 6% більше, ніж у жінок. Медійна частина скроневої частки кори головного мозку і Роландова борозна також більше у чоловіків, в той час як у жінок переважають моторні і зоровий центри. Мозок чоловіків збільшується швидше, ніж у жінок. Після дворічного віку процес гіріфікаціі більш виражений у чоловіків (але не в період від 0 до року). Нервові волокна деяких мозкових структур швидше піддаються мієлінізації у жінок, ніж у чоловіків (наприклад, мозолисте тіло). У ранньому віці нервові мережі приблизно однакові у обох статей. Але потім в процесі розвитку зв'язку між амигдалит і середньої скроневої звивиною, постцентральна звивиною і гиппокампом сильніше у жінок. У чоловіків в свою чергу переважають зв'язку між амигдалит і зонами, відповідальними за страх. Всі ці відмінності сприяють подальшій диференціації у виробленні гормонів, в поведінкових патернах.
Вивчаючи головний мозок з боку його структурних особливостей в залежності від статі, ми можемо наблизиться до розуміння статевих особливостей психічних расстройтв. Як і стать, спадковість також відіграє роль у загальному обсязі мозкової тканини, розвитку коркових структур, розподіл сірої і білої речовин. Деякі дослідження відзначають генетичні впливу на структуру і функціональні особливості головного мозку. Особливо звертають на себе уваги гени, які контролюють процес транскрипції, регулятори хроматину, РНК-зв'язуючий білок.
Є дослідження, які доводять, що соціо-економічні фактори відіграють не останню роль в структурному розвитку головного мозку. Мозок дітей, чиї сім'ї мають невеликий прибуток, що піддаються батьківської депривації, має менший обсяг сірої речовини в корі, гіпокампі, амигдалит. При цьому відмінностей в білій речовині не виявляється. З віком вплив соціо-економічних чинників стає ще помітнішою.
Також виявлено вплив стресу, депресії і тривоги матері під час вагітності на подальший розвиток мозку її дитини. Зокрема, підвищений рівень кортизолу у матері корелює з великим розміром амігдали у семирічних дівчаток.
Депресія матері, ймовірно, призводить до зменшення коркового шару у дитини. У дітей, чиї матері відчували тривогу під час вагітності, в період з народження до півроку зростання гіпокампу відбувається повільніше. Існують дослідження, які підтверджують вплив алкоголю і наркотичних речовин на розвиток головного мозку. Так, прийом кокаїну під час вагітності веде до порушення зв'язку між амигдалит і серединної префронтальної корою, між таламуса і фронтальної корою.
Деякі дослідження ще в ранньому дитинстві виявляють порушення розвитку головного мозку, що є предикторами розвитку нервово-психічних захворювань ,. Наприклад, зміни в обсязі сірої і білої речовин веде до відставання в рості всіх структур головного мозку.
В даний час є дослідження, що демонструють, що у новонароджених хлопчиків, що мають родичів, що страждають на шизофренію, головний мозок містить більше сірої речовини в порівнянні з контрольною групою. У дітей з ризиком розвитку аутизму до шести місяців прояв фракційної анізотропії на МРТ вище, ніж в нормі; після 6 місяців даний показник знижується, і до року досягає меншого рівня, ніж в популяції.
Сильна зв'язок між амигдалит, передній інсули і вентральним стріатума, можливо, є предиктором розвитку тривожних розладів. Існує дослідження, яке показало невелике, але тим не менш статистично значущу залежність між миелинизацией нервових волокон в лобовій і скроневій областях і мовним розвитком у віці від 3 місяців до 4 років, а також між загальною миелинизацией головного мозку і рівнем когнітивного розвитку в цей же віковий період .
Описові дослідження показали нам, що головний мозок з моменту народження до року зазнає безліч змін: швидке зростання сірої речовини, миелинизация, розвиток мозкових структур, гіріфікація. Після двох років процес розвитку сповільнюється.
Завдяки описовим дослідженням нам вдалося простежити вплив спадковості, генних факторів, соціального середовища, індивідуальних особливостей на розвиток мозку, вдалося виявити предиктори ризику нервово-психічних розладів. Можливо, подібні дослідження дадуть нам в майбутньому можливість виявляти біомаркёри цих захворювань задовго до того, як вони проявляться клінічно. Це дасть нам можливість більш м'яко втрутитися в розвиток головного мозку, що в подальшому призведе до більш сприятливим наслідків нервово-психічних захворювань.
Підготувала: Вірт К.О.
Джерела: Gilmore JH et al. Imaging structural and functional brain development in early childhood. Nat Rev Neurosci. 2018 Feb 16; 19 (3): 123-137. doi: 10.1038 / nrn.2018.1.
Дорогий читач, на знак вдячності ти можеш матеріально підтримати наш проект або конкретно автора даної статті, написавши його прізвище в супровідному листі грошового переказу.
Така підтримка є поки єдиним способом розвитку нашого проекту.
Сбербанк - 5469 5500 1827 1533 ЯндексДеньги - 410011063875586
Сбербанк - 5469 5500 1827 1533 ЯндексДеньги - 410011063875586
Сбербанк - 5469 5500 1827 1533 ЯндексДеньги - 410011063875586
