Читать книгу Мозг в стадии разработки. Потрясающие факты об умственном развитии от зачатия до взросления - Марсия Годдард - Страница 9

С тех пор как я защитила докторскую диссертацию по исследованию мозга людей с аутизмом, меня часто спрашивают, можно ли диагностировать такие расстройства, как аутизм, СДВГ или шизофрения, на основании результатов МРТ. Люди хотят знать, можно ли это увидеть на изображении мозга. Ответ: нет, нельзя. Аномалии, которые видны на снимках мозга детей, страдающих этими расстройствами, слишком сильно похожи друг на друга. Например, ряд различий между детьми с аутизмом и без него мы наблюдаем и у детей с СДВГ и без него. Это делает невозможным постановку диагноза на основании МРТ-сканирования. В последней части этой главы я расскажу о том, как мы можем (и не можем) с помощью функциональной МРТ (фМРТ) узнавать чуть больше о здоровом или, наоборот, аномальном развитии мозга ребенка.

МРТ, фМРТ и фМРТ в состоянии покоя

Большая часть первоначальных знаний о внутриутробном развитии мозга получена в результате изучения мозга погибших младенцев и в ходе экспериментов на животных, но это мало что говорит о развитии мозга с течением времени. В 1950-х годах для изучения этого процесса впервые были использованы электроды, которые прикладывали к животу беременных женщин. В результате выяснилось, что определенные формы активности могут быть связаны с неврологическими отклонениями. Это был первый шаг к изучению мозговой активности у еще не родившихся детей. Появление таких методов, как МРТ (магнитно-резонансная томография), позволило составить подробную карту мозга. Функциональная МРТ отличается от обычной тем, что отображает не только то, как выглядит мозг, но и то, какие участки мозга активны во время выполнения определенных заданий. Объяснение заключается в том, что активные участки мозга нуждаются в большем количестве крови, насыщенной кислородом, поскольку она также является источником питательных веществ. Другими словами, с помощью фМРТ можно определить, куда в тот или иной момент поступает большая часть насыщенной кислородом крови (например, когда человек, находясь в томографе, выполняет определенную задачу). Затем эти области можно визуализировать в виде, который вы наверняка встречали в научно-популярной литературе: в виде оранжево-красных пятен на изображении мозга, прошедшего сканирование. В середине 90-х годов была представлена новая многообещающая технология – фМРТ в состоянии покоя (англ. resting-state fMRI).

Эта технология основана на том же принципе, что и обычная фМРТ, за исключением того, что она исследует активность мозга не при выполнении задачи, а в состоянии покоя. С помощью фМРТ в состоянии покоя мы можем изучить, как функционируют сети нейронных связей в мозге. Благодаря этому способу визуализации можно получить важные сведения о том, что происходит в процессе развития мозга, когда возникает аномалия или расстройство, поскольку современная наука знает, что болезни развития являются результатом сбоя в формировании одновременно нескольких областей и связей между ними. Другими словами: СДВГ и расстройства аутического спектра возникают не из-за аномального развития какого-то одного участка, но затрагивается целая сеть связей. С помощью фМРТ покоя ученые могут исследовать такие сети в мозге недоношенных детей. Мы знаем, что у недоношенных детей повышенный риск развития расстройств аутического спектра, СДВГ и неврологических проблем. Это может быть связано с тем, что преждевременные роды нарушают развитие нейронных сетей. Изучая их с помощью фМРТ покоя, исследователи обнаружили, что большинство функционирующих сетей, встречающихся в мозге взрослого человека, были видны уже на 26-й неделе. Поэтому «оборудование», способное «заглянуть в мозг», в принципе уже существует, хотя и в недостаточно развитой форме.

Причина или следствие?

Единственная проблема заключается в том, что мы до сих пор не знаем, влияют ли на развитие этих сетей преждевременные роды или нет, потому что неизвестно, как они выглядят у детей, которые рождаются доношенными. Другими словами, нейронные сети недостаточно развиты, потому что дети родились недоношенными или потому что они всегда так выглядят на данном этапе развития? Эта проблема относится ко всем исследованиям в области недоношенности. Аномалии в развитии этих детей могут быть следствием самих преждевременных родов, а также того невероятно напряженного и чрезвычайно важного периода, который обычно наступает после беременности. Однако не исключено, что аномальное развитие начиналось еще до рождения, что и вызывало преждевременные роды. В первом случае недоношенность является причиной проблем, во втором – симптомом.

Для того чтобы определить, на каком этапе и какое именно вмешательство принесет наибольший эффект, конечно, необходимо прийти к окончательному выводу. Исследователи желают знать, какая фаза является наиболее уязвимой – до или после рождения. Возможно, с помощью фМРТ мы сможем ответить на этот вопрос в будущем. Первые шаги уже сделаны. В 2017 году исследователи из США провели фМРТ группе нерожденных детей. Это намного сложнее, чем кажется, потому что еще не родившегося ребенка нельзя попросить лежать спокойно. Однако это необходимо, поскольку движение во время сканирования фМРТ приводит к получению размытых изображений, которые невозможно интерпретировать (сравнимо с фотографией в движении). Некоторые из этих детей в итоге родились недоношенными, что позволило сравнить снимки этой группы (в ретроспективе) со снимками тех детей, которые родились в срок. Для ясности отмечу: проведение сканирования не имеет никакого отношения к преждевременным родам. Функциональная МРТ – абсолютно безопасный метод, в котором не используется вредное излучение. Исследователи провели сканирование группы женщин с высоким риском преждевременных родов и сравнили их со снимками женщин с нормальным течением беременности. В конечном счете группа была весьма небольшой, поэтому результаты следует интерпретировать очень осторожно, но исследование предполагает, что между доношенными и недоношенными детьми наблюдается разница в формировании нейронных сетей еще до рождения.

Генетическая уязвимость и факторы окружающей среды

Важно понимать, что рассказанное выше не означает, что у всех недоношенных детей обязательно будут проблемы в развитии. Действительно, вероятность нарушения когнитивного и эмоционального развития у них выше, но это происходит не в 100 % случаев. Отчасти это связано с наличием или отсутствием определенных генетических нарушений. Если у человека имеется генетическая предрасположенность к определенному расстройству, это значит, что он обладает генетическими характеристиками, которые, насколько нам известно, повышают риск развития этого расстройства. Например, мы знаем, что определенные гены повышают риск развития аутизма. Если ребенок рождается раньше срока и в его генетическом профиле есть предпосылки к аутизму, то существует большая вероятность того, что этот ребенок впоследствии будет страдать от аутизма. Если тот же ребенок родится недоношенным, но не будет обладателем ни одного из вариантов тех генов, которые связаны с аутизмом, вероятность развития этого расстройства будет значительно меньше. Подчеркну, что такие расстройства, как аутизм и СДВГ, невозможно предсказать на 100 % на основании исследований генетического профиля, мозга и чего-либо еще. Они возникают в результате сложного сочетания генетических и экологических факторов. Факторы окружающей среды оказывают двойное влияние. Если женщина курит во время беременности, велика вероятность, что она продолжит курить и после беременности. Если беременная женщина подвергается воздействию свинца в высоких концентрациях, ребенок, скорее всего, будет подвергаться тому же воздействию и после рождения. Таким образом, подобные факторы окружающей среды влияют как на пренатальное, так и на постнатальное развитие. Но есть и положительная сторона. Если ребенок рождается недоношенным, но растет в благоприятной, теплой среде, это может стимулировать развитие мозга самым положительным образом. Кроме того, на пользу пойдут такие вещи, как здоровое питание, прием фолиевой кислоты и витамина D, достаточная физическая активность и здоровое отношение к стрессовым ситуациям во время беременности. Возможно, все это очевидно, но реальность такова, что мы не знаем точно, какая комбинация факторов приводит к тем или иным результатам. Я часто слышу, как женщины говорят: «Один бокальчик вина не навредит» или: «Раньше все беременные курили, и с нами все в порядке». Все это так. Но дело в том, что невозможно предсказать, с какими еще генетическими и экологическими факторами придется столкнуться ребенку, кроме упомянутого «единственного» небольшого бокала вина или сигареты.