Хотя характерное для аутизма поведение, как правило, начинает проявляться примерно в возрасте 12 месяцев, на протяжении долгого времени исследователи находятся в поисках более ранних признаков заболевания. Открытие четкого биомаркера может предоставить возможность для ранней терапии, которая способствует развитию мозга в решающий первый год жизни ребенка. Выявление ранних различий в биологии головного мозга также может улучшить понимание того, что именно вызывает расстройство аутистического спектра (РАС). В некоторых случаях биомаркер сам по себе может стать одной из целей в терапии, чтобы предотвратить или облегчить симптомы заболевания.

В этом году исследователи обнаружили отличительные различия в моделях связей в головном мозге детей, у которых впоследствии обнаруживается РАС. Эти различия проявляются уже в возрасте 6 месяцев и остаются заметными вплоть до 2-летнего возраста.

Исследование появилось в июне 2012 года в Американском журнале психиатрии. Оно было проведено во главе с Джозефом Пайвен, доктором наук, и Джейсоном Вольф, кандидатом наук, при Институте Нарушений Развития в Университете Северной Каролины, Чапел Хилл.

В качестве части их исследования, посвященного сканированию мозга младенцев (IBIS), исследователи наблюдали за ранним развитием головного мозга и поведения у 92 детей, имевших старшего брата или сестру с диагнозом расстройство аутистического спектра. Эти дети находились в группе повышенного риска по заболеваемости РАС, часто имеющим генетическую природу происхождения.

Исследователи использовали особый вид магнитно-резонансной томографии (МРТ), называемый изображение тензора диффузии, чтобы фиксировать трехмерные снимки развития мозга у детей в 6, 12 и 24-месячном возрасте. Кроме того, все малыши получили оценку поведения в возрасте 24 месяца. К моменту проведения поведенческой оценки 28 из 92 малышей соответствовали критериям РАС.

Дети, у которых был установлен диагноз аутизм, показали значительные различия в развитии белого вещества головного мозга по сравнению с теми, кому диагноз не был установлен. Белое вещество состоит из нервных волокон, которые соединяют различные участки мозга. Наблюдавшиеся различия у детей с последующим диагнозом аутизм предположили притупление развития этих соединений в мозге в период раннего младенчества до начала проявления основных клинических симптомов.

«Очень интересным аспектом выводов оказался тот факт, что отличия в мозге меняются с течением времени», говорит доктор Пайвен. «В 6-месячном возрасте мы видим иные различия, чем мы видим в 12 и 24 месяцев. Это может помочь нам осознать новые доказательства того, что симптомы аутизма разворачиваются, или появляются с течением времени».

Кроме того, команда доктора Пайвен наблюдала данные отличия во всех 15 соединениях в белом веществе, которые они рассматривали. «Это говорит о знаменательном совпадении доказательств и укрепляет нашу уверенность в данном открытии», сказал он.

Предыдущие исследования показали, что для аутизма характерны аномальные связи между различными зонами мозга. В теории, это могло бы объяснить нарушения коммуникации и социального поведения, которые являются отличительными чертами РАС. Например, типично развивающийся младенец, пытаясь сообщить что-то, представляющее взаимный интерес, использует комбинацию жестов, гуления и зрительного контакта. Это требует одновременной коммуникации сразу нескольких областей мозга.

Еще слишком рано говорить о том, что та или иная форма , как считает доктор Пайвен. Но результаты могут помочь в разработке более совершенных инструментов для прогнозирования риска развития заболевания и, возможно, для измерения того, улучшает ли раннее вмешательство основную биологию мозга.

«Открытие ранних биомаркеров дает надежду на проведение вмешательства еще до того, как поведенческие симптомы становятся очевидными», говорит соавтор исследования, Джеральдин Доусон, кандидат наук. Доктор Доусон является главным научным сотрудником в организации Autism Speaks и профессором психиатрии в Университете Северной Каролины. «Ранее вмешательство может увеличить вероятность того, что терапия может уменьшить, или, возможно, даже предотвратить, развитие ограничивающих симптомов аутизма», сказала она. (См. публикацию на тему ). Также необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять, что является причиной этих различий в раннем развитии мозга.

Шилов Г.Н., Кротов А.В., Докукина Т.В. ГУ «РНПЦ психического здоровья»

В литературе (Pandey A. et all, 2004) достаточно широко дискутируется вопрос о применении того или иного метода нейровизуализации (в первую очередь КТ и МРТ, как наиболее распространённых и доступных методов) для выявления заболеваний с нарушением развития центральной нервной системы (ЗРЦНС), к которым, в частности, относятся и расстройства аутистического спектра (РАС), как правило, курируемые психиатрической практикой.

Из литературных источников хорошо известно (Shalock R.L. et all 2007, Gillberg C., 2000; Башина В.М.,1999), что аутизм представляет собой заболевание со значительными отклонениями в реципрокных отношениях (т.е. в развитии общения), а также ограниченным поведением, интересами, воображением и ранним началом болезни, как правило, до 3-5 лет (Морозов С.А.,2002; Лебединская К.С. , Никольская О.С., 1991; Щипицына Л.М.,2001). В настоящее время (по МКБ-10) аутизм в клиническом своём проявлении классифицируется на: детский аутизм; атипичный аутизм; синдром Ретта; другое дезинтегративное расстройство детского возраста; гиперактивное расстройство, сочетающееся с умственной отсталостью и стереотипными движениями; синдром Аспергера (см. диаграмму 1).

Полагают, что у ребенка с ЗРЦНС имеются нарушения функций головного мозга, в основе которых, вероятно, лежат нарушения развития в виде патологического морфогенеза или гистогенеза. Считается, что с помощью МРТ можно определить малые и большие пороки развития головного мозга, которые указывают на участие выявленных структурных изменений в патогенезе ЗНРНС (Decobert F. et all, 2005). Однако выставить этиологический и/или синдромальный диагноз, основанный только лишь на данных МРТ, удаётся лишь у незначительной группы пациентов (0-3,9%). ЗРЦНС определяется множеством различных этиологических факторов, что значительно усложняет диагностику. В тоже время значение результатов исследований нейровизуализации, таких как магнитно-резонансная томография (МРТ), при анализе пациентов с ЗРЦНС остается неопределенным, учитывая, что у детей с ЗРЦНС патологические изменения, которые обычно выявляются, недостаточно специфичны.

Между тем спектр рекомендаций для МРТ варьирует от проведения исследования у всех пациентов с ЗРЦНС (Shaefer G.B., 1998) до исследования с помощью МРТ лишь пациентов с показаниями для клинического обследования (van Karnebeek C.D. et all, 2005). При этом считается, что наиболее важными показаниями для нейровизуализации служат патологические изменения размера головы, наличие признаков различного рода аномалий ЦНС, определённые неврологические и психические симптомы и синдромы, которые выявляются при сборе анамнестических данных и/или физикальном осмотре, указывающие на высокую вероятность структурной патологии головного мозга.

Что же касается непосредственно РАС, то в настоящее время принято полагать, что в большинстве случаев возникновение этой патологии является следствием комбинации генетической предрасположенности и триггерных экзогенных факторов, обусловленных рядом причин, таких как вирусы, токсины, имунно-аллергический стресс и т.д. (Van Gent et all, 1997; Comi A.M. et al., 1999; Warren, R. P., et al.,1996; M. Kontstantareas et al.,1987; Гассен А. Н., 1999; Сингх В. К. и др., 1997).

МРТ головного мозга ребенку

Целью исследования явилось обозначить роль и значимость МРТ (как наиболее безвредного и информативного метода для исследования ЦНС у детей) в диагностике ЗРЦНС, а также выявить наиболее важные триггерные экзогенные факторы в возникновении РАС.

Материалы и методы

Исследования проводились на томографе «Образ 2 М» (РФ, 1998 г.) с напряжённостью магнитного поля 0,14 Тл в последовательности Т1W, Т2W аксиальной и сагиттальной плоскостях (по показаниям - с применением внутривенного наркоза или седации).

Всего обследовано 61 ребенок с РАС в возрасте от 3 до 15 лет. Диагноз детям с РАС устанавливался в соответствии с критериями МКБ-10 и на основании детального клинического обследования: изучался психолого-психиатрический и неврологический статус, проводились обязательный осмотр педиатром и консультации других специалистов, магниторезонансная томография (МРТ) электроэнцефалограмма (ЭЭГ). В клинической картине РАС доминировали: качественное нарушение социального взаимодействия, повторяющееся ограниченное стереотипное поведение, нарушения в когнитивной сфере, независимо от наличия или отсутствия умственной отсталости, начало заболевания, как правило, отмечалось в первые 3 года жизни. Спектр диагностической патологии включил в себя: детский аутизм -28 человек; атипичный аутизм - 25 человек; синдром Ретта- 1 человек; синдром Геллера- 2 человекв; синдром Аспергера-5 человек.

Результаты и обсуждение

Результаты МРТ сканирования головного мозга оценивались по выявляемым структурным нарушениям с учетом их взаимосвязи с характерными клиническими симптомами и признаками (см. диаграмму 2 - представлены наиболее количественно значимые группы из всего спектра РАС).

В группе обследованных с диагнозом детский аутизм, в которую вошли 28 пациентов (что составляло 46% от общего количества пациентов с РАС) обнаружены МРТ-признаки структурных отклонений, которые расценивались как: 1. последствия перенесенной нейроинфекции (в том числе и асимметрия боковых желудочков) - в 9 (32.1%) случаях 2. воспалительные изменения в придаточных пазухах носа и структурах височных костей - в 5 (17,9%) случаях 3. изменения, соответствующие совокупности признаков последствий перенесенной нейроинфекции и признаков воспаления в придаточных пазухах носа и структурах височных костей определялись в 4 (14,3%) случаях 4. кисты средней линии - в 3 (10,7%) случаях 5. изменения, соответствующие совокупности признаков последствий перенесенной нейроинфекции с кистами средней линии в 1 (3.6%) случае 6. изменения, соответствующие совокупности признаков воспаления в придаточных пазухах носа и структурах височных костей с кистами средней линии в 1 (3.6%) случае. При этом нормальная МРТ-картина определена в 5 (17.9%) случаях.

Магнитно резонансная томография при аутизме

В группе пациентов с диагнозом атипичный аутизм, в которую вошли 25 детей, что составляло 41% от общего количества пациентов с РАС, обнаружены МРТ-признаки структурных отклонений, которые расценивались как: 1. последствия перенесенной нейроинфекции (в том числе и асимметрия боковых желудочков) - в 9 (36%) случаях 2. воспалительные изменения в придаточных пазухах носа и в структурах височных костей - в 5 (20%) случаях 3. изменения, соответствующие совокупности признаков последствий перенесенной нейроинфекции и признаков воспаления в придаточных пазухах носа и в структурах височных костей, определялись в 4 (16%) случаях 4. изменения, соответствующие совокупности признаков последствий перенесенной нейроинфекции с кистами средней линии в 2 (8%) случаях. При этом нормальная МРТ-картина определена в 5 (20%) случаях.

Синдром Ретта был установлен у 1 ребенка (МРТ соответствовала норме).

Группа с диагнозом дезинтегративное расстройство детского возраста также была малочисленной - 2 случая, что составляло 3% от общего количества пациентов с РАС: в 1 случае выявлены признаки последствий перенесенной нейроинфекции (в том числе и асимметрия боковых желудочков), в 1 случае - изменения, соответствующие совокупности признаков последствий перенесенной нейроинфекции и признаков воспаления в придаточных пазухах носа и структурах височных костей.

В группе обследованных с диагнозом синдром Аспергера, в которую вошли 5 пациентов (что составляет 8% от общего количества пациентов с РАС) обнаружены следующие МРТ-признаки структурных отклонений: 1. последствия перенесенной нейроинфекции (в том числе и асимметрия боковых желудочков) - в 2 (40%) случаях 2. изменения, соответствующие совокупности признаков последствий перенесенной нейроинфекции и признаков воспаления в придаточных пазухах носа и в структурах височных костей, определялись в 1 (20%) случае 3. кисты средней линии в 1 (20%) случае. При этом нормальная МРТ-картина определена в 1 (20%) случае.

Из исследуемой группы в количестве 61 человек у 21 (34.4%) пациента выявлены признаки последствий перенесенной нейроинфекции; у 24 (39.3%) - признаки воспаления в придаточных пазухах носа и структурах височных костей; у 8 (13.1%) - определялось наличие кист средней линии; у 12 (19.7%) - отмечалась МРТ-картина без признаков патологии со стороны головного мозга и придаточных пазухах носа, а также структур височных костей.

Таким образом у 45 пациентов (что составило 73.7% от общего количества) с установленным диагнозом детский аутизм и атипичный аутизм, выявлены МРТ-признаки последствий перенесенной нейроинфекции и МРТ-признаки воспалительных изменений в придаточных пазухах носа и/или ячейках сосцевидных отростков височной кости (см. диаграмму 2.).

МРТ мозга ребенку

Полученные данные свидетельствуют о том, что более чем у 70 % обследованных пациентов с РАС имелись либо воспалительные процессы в анамнезе, которые протекали с осложнениями, характерными для нейроинфекции (см. Рис.7), либо признаки хронического воспалительного очага (в том числе и на момент обследования) в структурах лицевого черепа, анатомически сопряжённых с различными отделами головного мозга (см. Рис. 1,2) , что, по-видимому, и могло явиться причиной интоксикации и аллергизации различных отделов ЦНС.

Этот факт подтверждается также и тем, что у 40 пациентов из 61 обследованных были обнаружены признаки гипертрофии аденоидных миндалин, что составило 65% от общего числа пациентов (см. Рис. 3)

Обращает также на себя внимание факт практически равного соотношение выявленных на МРТ изменений в группе пациентов с детским и атипичным аутизмом (см. диаграмму 2), что еще раз указывает на возможную триггерную роль инфекционно-аллергического фактора в этиологии развития и течения этих форм аутизма.

В свою очередь наличие таких изменений, как кисты средней линии и дисгенезии мозолистого тела (в 37% случаев), относящихся к аномалиями развития центральной нервной системы (см. Рис.4,5,6), в большей мере свидетельствуют о генетически детерминированной причине аутизма.

Выводы:

Из вышеизложенного следует:

1. по-видимому, на фоне генетической предрасположенности (с учётом наличия ключевых фаз и этапов формирования межнейрональных связей в ЦНС) именно инфекционно-аллергический фактор является основополагающим пусковым звеном в механизме возникновения РАС.

2. МРТ исследование ЦНС следует применять как можно раньше у всех детей с ЗРЦНС и, в частности, РАС не только как наиболее информативное, но и как наиболее безвредное с целью раннего выявления инфекционно-аллергического очага, способного пагубно повлиять на нормальное развитие ЦНС и, следовательно, возникновение РАС

3. Практически равное соотношение структурных изменений со стороны головного мозга и лицевого черепа при детском и атипичном аутизме может свидетельствовать о единой этиологии и экзогенном пусковом механизме данных видов РАС.

4. до настоящего времени остаётся нерешённой задача, если не устранения, то хотя бы снижения токсического воздействия наркоза или седации на ЦНС у детей с РАС при проведении МРТ исследования (что крайне необходимо для устранения двигательных артефактов, препятствующих получению качественного изображения).

Литература:

1. Comi A.M. et al., “Familial clustering of autoimmune disorders and evaluation of medical risk factors in autism,” Jour. Child. Neurol. 1999 Jun; 14(6):338-94.

2. Decobert F., Grabar S., Mercoug V. et al. Unexplained mental retardation: is brain MRY useful? Pediatric radiol 2005; 35: 587-596. Web of Science.

3. Gillberg, C., and Coleman, Mary. “The Biology of the Autistic Syndromes”, 3rd Edition, 2000 Mac Keith Press, Chapter, Clinical diagnosis

4. Kontstantareas M. and Homatidis S., "Ear Infections in Autistic and Normal Children, Journal of Autism and Developmental Diseases, Vol. 17, p. 585, 1987.

5. Pander A., Phadke S.R., Gupta N., Phadke R.V. Neuroimaging in mental retardation. Indian J Pediatr 2004; 71:203-209

6. Schalock R.L., Luckasson R.A., Shorgen K.A. et al. The renaming of mental retardation: understanding the change to the term intellectual disability, Intellect Dev Disabil 2007; 45: 116-124

7. Shaefer G.B., Bodensteiner J.B., Radiological findings in development delay. Semin Pediatric Neurol 1998; 5; 33-38

8. van Karnebeek C.D., Jansweijer M.C., Leenders A.J., Offringa M., Henntkam R.S. Diagnostic investigation in individuals with mental retardation: a systemic literature review of their usefulness. Europe J Hume Genet 2005; 13: 6-25. Web of Science.

9. Van Gent et al. Autism and immune system. J children psychology and psychiatry march 1997, p. 337-49.

10. Warren, R. P., et al. (1996). “Immunogenetic studies in autism and related disorders”. Molecular and Chemical Neuropathology, 28, pp. 77-81.

11. Башина В.М. Аутизм в детстве. — М., Медицина, 1999.

12. Гассен А. Н. и др. "Нейроиммунотоксикология: гуморальный аспект нейротоксичности и аутоиммуных механизмов", издание "Перспективы здоровья в окружающей среде", том 107, 5 октября 1999 г.

В журнале Science Translational Medicine были опубликованы результаты исследования возможностей магнитно-резонансной томографии (МРТ) при диагностике аутизма у 6-месячных детей. Оказалось, что МРТ-исследование коннективности в головном мозге младенцев из группы высокого риска аутизма позволило успешно идентифицировать девятерых из 11 детей, которым впоследствии в двухлетнем возрасте был поставлен диагноз расстройства аутического спектра (РАС). Более того, данные нейровизуализации позволили правильно диагностировать норму у всех 48 младенцев, у которых впоследствии диагноз РАС был отвергнут. На данный момент не существует общепринятых способов диагностики РАС до манифестации поведенческих симптомов, но эти новые данные подтверждают гипотезу о том, что предрасполагающие к аутизму паттерны развития мозга присутствуют у детей задолго до того, как примерно к 2-хлетнему возрасту у них формируется типичное для РАС поведение. По мнению авторов данной работы, это открывает возможности для раннего вмешательства, которое может оказаться значительно более эффективным, чем современные стратегии коррекции, которые, как правило, начинаются после двух лет, когда атипичные характеристики мозга уже давно сформировались.

Проведение этого исследования спонсировалось Национальным институтом детского здоровья и развития человека, а также Национальным институтом психического здоровья США. В рамках этой работы группа ученых из Университета Северной Каролины и из Медицинской школы Вашингтонского университета испытывала 15-минутный протокол сканирования, называемый МРТ с оценкой функциональной коннективности (фкМРТ), на 59 спящих детях с высоким наследственным риском РАС, а именно, имеющих старших сиблингов с РАС. Известно, что наличие брата или сестры с аутизмом увеличивает у ребенка риск развития РАС до примерно 20%, в то время как у не имеющих сиблингов с РАС детей этот риск составляет приблизительно 1,5%.

Оценивавшаяся в данном исследовании функциональная коннективность мозга позволяет судить о том, насколько различные отделы мозга могут синхронно функционировать во время выполнения тех или иных заданий или в покое. В рамках более крупного проекта, который ведется уже 10 лет, исследователи собрали большое количество данных по 26 335 парам функциональных связей между 230 различными зонами мозга. После сканирования авторы использовали для расшифровки данных фкМРТ самообучающуюся компьютерную программу, с помощью которой и были разработаны алгоритмы , позволяющие идентифицировать паттерны, которые были выбраны в качестве предикторов РАС. При этом среди всех функциональных связей были выбраны те, которые коррелировали с хотя бы одной связанной с РАС поведенческой особенностью, проявившейся у участников исследования при обследовании в 24 месяца (среди них были навыки социального поведения, речь, моторное развитие и повторяющееся поведение). Согласно комментариям авторов работы, по получаемой при фкМРТ в покое картине можно судить о том, как различные отделы мозга будут взаимодействовать при самых различных видах активности - от движений конечностями до социального взаимодействия, и складывающиеся при этом очень сложные паттерны могут быть как типичными, так и атипичными.

В целом, диагностическая точность самобучающейся программы идентификации младенцев, у которых впоследствии разовьется РАС, с помощью фкМРТ, составляла 96,6% (95% доверительный интервал [ДИ], 87,3% - 99,4%; P <0,001), с положительной предсказательной ценностью 100% (95% ДИ, 62,9% - 100%) и чувствительностью 81,8% (95% ДИ, 47,8% - 96,8%). Более того, в исследовании не было ложноположительных результатов . Все 48 детей, у которых впоследствии не было выявлено РАС, были отнесены в правильную категорию, что соответствовало специфичности 100% (95% ДИ, 90,8% - 100%) и отрицательной предсказательной ценности 96% (95% ДИ, 85,1% - 99,3%).

Разумеется, это очень ранние результаты, которые впоследствии будет необходимо подтвердить на более обширных популяциях . В принципе, одно такое исследование (European Autism Interventions study) идет уже сейчас: в нем также выполняется сканирование мозга младенцев из группы риска, чтобы лучше понять биологию РАС и в конечном итоге разработать фармакологическое лечение.

Кроме того, по мнению авторов опубликованной сейчас работы, использованная ими методика фкМРТ с последующей интерпретацией результатов самообучающейся компьютерной программой, вряд ли будет когда-либо пригодна для проведения рутинного массового скрининга младенцев. Скорее всего, в будущем в качестве скрининга для идентификации группы высокого риска будет применяться какой-то более дешевый метод (например, определение ДНК в слюне ребенка), а техники нейровизуализации будут использоваться уже на втором этапе для подтверждения очень высокого риска аутизма.

Исследователи из Университета Юты, США, сделали важный шаг к диагностике аутизма с помощью магниторезонансной томографии (МРТ). В дальнейшем эти данные могут помочь врачам выявлять подобную проблему у детей на самой ранней стадии, что увеличит доступность лечения и улучшит прогноз для людей с аутизмом.

Результаты исследования были опубликованы 15 октября в журнале Cerebral Cortex, сообщает Medical News Today. Руководил исследованием нейрорадиолог Джеффри С. Андерсон, профессор радиологии в Университете Юты. Он использовал МРТ для выявления участков, в которых левое и правое полушарие мозга у людей с аутизмом неправильно взаимодействовали друг с другом.

Эти участки являются "горячими точками", которые связаны с моторными навыками, вниманием, распознаванием лиц и социальным поведением – все эти функции нарушены у людей с аутизмом. МРТ людей без аутистических расстройств не выявила подобных дефицитов.

"Мы знаем, что два полушария должны работать вместе для выполнения многих функций мозга, - говорит Андерсон. – Мы использовали МРТ, чтобы оценить силу этих связей с обеих сторон у пациентов с аутизмом".

Помимо большего размера мозга у маленьких детей с аутизмом нет значительных структурных отличий от мозга людей без этого расстройства, и обычное сканирование мозга с помощью МРТ не может выявить аутизм. Уже давно многие ученые предполагают, что можно открыть отличия мозга людей с аутизмом, если изучить то, как различные участки мозга взаимодействуют друг с другом.

В другом исследовании ученых из Университета Юты измерялась микроструктура белого вещества, которое соединяет различные участки мозга, и оно показало значимые отличия при аутизме. Это говорит о том, что МРТ может стать со временем методом диагностики аутизма. В этом случае диагноз будет ставиться по объективным и быстро полученным данным, что сделает методы помощи более своевременными и успешными. Исследования также могут подсказать ученым новые методы лечения аутизма.

"Мы не знаем, что именно происходит с мозгом при аутизме, - говорит Джанет Лейнхарт, профессор психиатрии и педиатрии в Университете Юты и главный автор исследования. – Эта работа является важной частью головоломки аутизма. Это новые доказательства функциональных нарушений связей мозга при аутизме, что приближает нас к пониманию этого расстройства. Когда вы понимаете что-то на биологическом уровне, то вы можете предсказывать развитие расстройства, определить факторы, которые его вызывают, а также повлиять на него".

Растущее число исследований подтверждает аномалии связей различных участков мозга при аутизме. Однако это исследование впервые позволило определить подобные функциональные нарушения при полном сканировании мозга с помощью МРТ. В исследовании, которое продолжалось полтора года, принимали участие 80 пациентов с аутизмом в возрасте от 10 до 35 лет. Результаты будут добавлены к текущему исследованию, в котором ведется наблюдение за 100 пациентами с аутизмом.

Ученые не только надеются, что в будущем удастся применять МРТ для диагностики аутизма, они рассчитывают, что эти данные позволят выявить различные биологические разновидности аутизма. "Это очень комплексное расстройство, которое просто нельзя описать одной категорией, - говорит Лейнхарт. – Мы надеемся, что эта информация поможет нам охарактеризовать различные типы аутизма, чьи симптомы и прогноз различаются. В результате мы сможем подобрать наилучшее лечение для каждого отдельного человека".

Похожие статьи