Для пациента и его родственников
Почему диагностика аутизма не связана с его биологическим лечением? Какие методы нейровизуализации сегодня используются при обследовании больных аутизмом?
В настоящее время клиническая диагностика расстройств аутистического спектра главным образом основана на наблюдении за поведением, и не существует достоверного биомаркера, который мог бы помочь в его диагностике или предсказать начало, прогрессирование или тяжесть.Кроме того, аутизм в основном лечат с помощью коррекции поведения и образовательных вмешательств, при этом отсутствуют доступные лекарства для лечения его основных нейробиологических причин. Нейровизуализация обеспечивает неинвазивное окно в мозг человека. За последние несколько десятилетий методы нейровизуализации, включая позитронно-эмиссионную томографию и однопозитронно-эмиссионную компьютерную томографию в сочетании со структурной и функциональной магнитно-резонансной томографией, все чаще используются для изучения нейронных, анатомических, функциональных и молекулярных основ, лежащих в основе расстройств аутистического спектра. Методы молекулярной визуализации, позволяют картировать биологические процессы in vivo на клеточном и молекулярном уровнях и облегчают визуализацию метаболических и нейрохимических изменений, специфичных для аутизма. Магнитно-резонасная томография предоставляет анатомическую и функциональную информацию, лежащую в основе аутизма. Так, например, имеются данные о том, что у детей с аутизмом увеличена миндалина мозга, причем это увеличение показывает значительную корреляцию с тяжестью социальных и коммуникативных нарушений. Учитывая важную роль миндалевидного тела в обработке эмоций, аберрантная структура миндалевидного тела может лежать в основе социально-эмоционального дефицита при аутизме (Barnea-Goraly, N., et.al., 2014).
Для врача
Что можно выявить с помощью структурногй визуализации мозга при расстройствах аутистическог спектра?
Многочисленные исследования структуры мозга больных аутизмом с помощью магнитно-резонансной томографии выявили изменения в морфологии мозга, в основном в площади и толщине поверхности коры, объеме серого вещества и связях белого вещества, особенно в лобной коре, височной коре и миндалевидном теле (Hazlett, H. C.,et.al., 2005).
В чем суть "теории возрастных анатомических изменений" при аутизме?
Данные, полученные в ходе лонгитюдной нейровизуализации, указывают на возрастные анатомические изменения и атипичные траектории нейроразвития при расстройствах аутистического спектра. Например, аутизм характеризуется чрезмерным ростом мозга в младенчестве и в раннем детстве, за которым следует ускоренная скорость уменьшения размера и, возможно, дегенерация мозга от подросткового возраста к взрослому, когда наблюдается уменьшение структурного объема. Это привело к "теории возрастных анатомических аномалий при аутизме" (Courchesne, E.,et.al., 2011), , которые могут быть связаны с возрастными изменениями в экспрессии генов, а также молекулярными, синаптическими и клеточными аномалиями, а также аномалиями цепей нейронов.
В каком возрасте оптимально проводить исследования необходимые для диагностики расстройств аутистического спектра?
Выявление первоначальной причины, лежащей в основе этих возрастных изменений анатомических аномалий, является сложной задачей при аутизме, причем, было высказано предположение, что оптимальным возрастом для изучения этиопатогенеза аутизма являются первые три года после рождения и пренатальная жизнь.
Какие механизмы расширения площади коры и неполной синаптической облрезки при аутизме?
У детей с аутизмом отмечается гиперрасширение площади поверхности коры в возрасте от 6 до 12 месяцев. Это гиперрасширение начинается в областях, опосредующих слуховую и визуальную обработку информации, и является высокопрогностическим (положительная прогностическая ценность 81%) диагноза аутизма у младенцев с его высоким риском (Hazlett, H. C.,et.al., 2011). Наличие гиперрасширения площади поверхности коры предшествует началу чрезмерного роста объема мозга на втором году после рождения. При этом было высказано предположение, что ранний корковый разрастание при аутизме может обусловлен ускоренным расширением площади поверхности коры, а не увеличением ее толщины, поскольку различные механизмы развития могут объяснять радиальное расширение, которое создает многослойную кору млекопитающих, и тангенциальное расширение площади поверхности коры (Martínez-Cerdeño, V., et.al., 2006). В частности, тангенциальное расширение площади поверхности неокортекса тесно связано с числом радиальных единиц, образованных симметричными делениями вдоль желудочковой зоны, тогда как толщина коры контролируется числом асимметричных радиальных делений глиальных клеток. Поскольку каждый эпизод митоза приводит к экспоненциальному увеличению числа клеток-предшественников, небольшие изменения, влияющие на продолжительность симметричного роста, будут иметь драматическое влияние на площадь поверхности. Таким образом, гиперрасширение площади поверхности коры у больных аутизмом, возможно, объясняется нарушением регуляции пролиферации и дифференциации нейронных клеток-предшественников, и это подтверждается результатами исследований этих клеток нейронных , полученных от пациентов с аутизмом, которые демонстрируют чрезмерную пролиферацию. С другой стороны, неполная синаптическая обрезка также может способствовать чрезмерному росту мозга при аутизме (Muhle, R.et.al., 2018).
Что показывает локальный индекс гирификации при аутизме?
Атипичная складки коры мозга неоднократно отмечались при аутизме, которые можно измерить локальным индексом гирификации (lGI). Гирификация, процесс, посредством которого мозг формирует бороздчатые и извилистые области, позволяет оптимизировать компактную проводку нейронных волокон, что способствует эффективной обработке нейронов в мозге. У больных аутизмом в возрасте от 7 до 19 лет lGI увеличивается в левой теменной и височной областях и правой лобной и височной областях. lGI снижается с возрастом, но более резко при аутизме в возрасте от 41 до 61 года; lGI уменьшается двусторонне в островковой и передней поясной коре (ACC), левой постцентральной и орбитофронтальной и супрамаргинальной областях. Предполагается, что гирификация зависит от натяжения аксонов (Essen, D., 1997).
Для исследователя
Что показала воксельметрия объема префронтальной коры при расстройствах аутистического спектра?
Метаанализ исследований на основе вокселей при расстройствах аутистического спектра предоставил доказательства возрастного увеличения мозга, в частности, чрезмерного разрастания серого вещества в префронтальной коре (Liu, J.,et.al., 2017). Морфометрические исследования при аутизме также выявили аномалии в мозжечке , мозолистом теле, миндалевидном теле, хвостатом ядре и спинномозговой жидкости (Shen, M. D., et.al., 2018).
Чем можно объяснить аномальные паттерны гирификации при аутизме?
При аутизме измененные паттерны гирификации могут быть затронуты аномальной пролиферацией и миграцией нейронов.
Что можно сказать о межполушарной ассиметрии при аутизме?
Пациенты с аутизмом в целом демонстрируют неполную межполушарную асимметрию, что предполагает аномальную специализацию полушарий при этом расстройстве. Интересно, что многие из регионов, которые показывают значительные изменения в асимметрии, включая медиальную лобную, переднюю поясную и нижнюю височную области, пересекаются с сетью режима по умолчанию (DMN), что дополнительно подтверждает роль аномальной функциональной латерализации DMN при расстройствах аутистического спектра ( Nielsen, J., et.al., 2014).
Литература
Barnea-Goraly, N., Frazier, T. W., Piacenza, L., Minshew, N. J., Keshavan, M. S., Reiss, A. L., & Hardan, A. Y. (2014). A preliminary longitudinal volumetric MRI study of amygdala and hippocampal volumes in autism. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry, 48, 124-128.
Courchesne, E., Campbell, K., & Solso, S. (2011). Brain growth across the life span in autism: age-specific changes in anatomical pathology. Brain research, 1380, 138-145.
Essen, D. C. V. (1997). A tension-based theory of morphogenesis and compact wiring in the central nervous system. Nature, 385(6614), 313-318.
Hazlett, H. C., Poe, M., Gerig, G., Smith, R. G., Provenzale, J., Ross, A., ... & Piven, J. (2005). Magnetic resonance imaging and head circumference study of brain size in autism: birth through age 2 years. Archives of general psychiatry, 62(12), 1366-1376.
Hazlett, H. C., Poe, M. D., Gerig, G., Styner, M., Chappell, C., Smith, R. G., ... & Piven, J. (2011). Early brain overgrowth in autism associated with an increase in cortical surface area before age 2 years. Archives of general psychiatry, 68(5), 467-476.
Liu, J., Yao, L., Zhang, W., Xiao, Y., Liu, L., Gao, X., ... & Lui, S. (2017). Gray matter abnormalities in pediatric autism spectrum disorder: a meta-analysis with signed differential mapping. European child & adolescent psychiatry, 26, 933-945.
Martínez-Cerdeño, V., Noctor, S. C., & Kriegstein, A. R. (2006). The role of intermediate progenitor cells in the evolutionary expansion of the cerebral cortex. Cerebral Cortex, 16(suppl_1), i152-i161.
Muhle, R. A., Reed, H. E., Stratigos, K. A., & Veenstra-VanderWeele, J. (2018). The emerging clinical neuroscience of autism spectrum disorder: a review. JAMA psychiatry, 75(5), 514-523.
Nielsen, J. A., Zielinski, B. A., Fletcher, P. T., Alexander, A. L., Lange, N., Bigler, E. D., ... & Anderson, J. S. (2014). Abnormal lateralization of functional connectivity between language and default mode regions in autism. Molecular Autism, 5 (1), 8.
Shen, M. D., Nordahl, C. W., Li, D. D., Lee, A., Angkustsiri, K., Emerson, R. W., ... & Amaral, D. G. (2018). Extra-axial cerebrospinal fluid in high-risk and normal-risk children with autism aged 2–4 years: a case-control study. The Lancet Psychiatry, 5(11), 895-904.
Добавить комментарий