Новые графики развития мозга помогут выявлять отклонения у детей: как всё изменится в неврологии

В раннем детстве для контроля роста, массы тела и окружности головы используют специальные графики развития, которые помогают выявлять особенности физического развития.

В этот период, от младенчества до раннего детства, мозг активно продолжает созревать, что связано с достижением ключевых поведенческих этапов развития. К ним относятся улучшение зрения, сенсорных способностей, речи и исполнительных функций.

Хотя структурные особенности развития мозга с момента рождения до возраста малыша уже хорошо описаны, учёные стремятся глубже понять важность составления графиков функционального развития мозга, чтобы лучше объяснить формирование когнитивных способностей.

Новое исследование под руководством доктора философии Вэйли Лина, директора Центра биомедицинской визуализации Университета Северной Каролины (UNC BRIC), изучило функциональные различия в состоянии сна и бодрствования, а также взаимосвязь между развитием мозга и когнитивными способностями.

Работа, опубликованная в журнале Nature Human Behavior, основана на анализе МРТ-сканов мозга 1091 ребёнка в возрасте от рождения до шести лет.

Исследователи создали нормативные графики функционального созревания мозга и описали этапы развития различных когнитивных способностей — от базовых до более сложных.

Были построены ростовые кривые для восьми функциональных сетей мозга: зрительной, соматомоторной, дефолтной, управляющей, подкорковой, лимбической, а также дорсальной и вентральной сетей внимания.

Также исследование показало, как с возрастом изменяются взаимодействия между этими сетями и как они влияют на прогнозирование когнитивных способностей.

Например, отмечается, что у зрительной сети после достижения пика активности в раннем детстве начинается снижение функциональной связи. Это может свидетельствовать о специализации разных участков зрительной системы для выполнения более узких задач, таких как распознавание лиц и объектов, а также развитие зрительного внимания, которые обычно появляются в возрасте 5-7 месяцев.

В то же время подкорковая сеть демонстрировала стабильную и высокую функциональную связанность на протяжении первых шести лет жизни. Эта сеть отвечает за такие функции, как обработка эмоций, формирование памяти, переработка наградных стимулов и автоматическое регулирование процессов, например, сердечного ритма и артериального давления.

Авторы подчеркивают, что высокая стабильность функциональной связи в подкорковой сети отражает её раннее созревание и ключевую роль в когнитивном и физиологическом развитии в первые годы жизни.

Доктор Лин отмечает, что полученные данные могут использоваться не только в неврологии и педиатрии.

"Результаты могут помочь выявлять отклонения в развитии мозга у детей с возможными нейроразвивающими расстройствами, такими как СДВГ или аутизм", — объясняет он.

Лин добавляет, что это исследование — первый шаг к созданию нормативных графиков функционального развития мозга, аналогичных тем, что уже используются для оценки роста головы.

"В отличие от графиков окружности головы, наши карты дают возможность увидеть, какие именно когнитивные области или взаимодействия между ними нарушены, что может помочь в выборе тактики лечения или корректирующих вмешательств", — подчеркивает он.

Авторами исследования также стали Вэйянь Инь, Танфэй Ли, Чжэнван Ву, Шэн-Че Хун, Дань Ху, Соён Чо, Юэ Сунь, Маккензи Аллан Вудберн, Ли Ван, Ганг Ли, Джозеф Пайвен, Хонгту Чжу и Джессика Коэн — все из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл.

Работа финансировалась несколькими грантами Национальных институтов здоровья США (NIH), передает neurosciencenews.

Уточнения

Аути́зм — расстройство, возникающее вследствие нарушения развития головного мозга и характеризующееся выраженным и всесторонним дефицитом социального взаимодействия и общения, а также ограниченными интересами и повторяющимися действиями.