МРТ выявляет маркеры атипичного развития мозга у детей, родившихся недоношенными

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Radiology, недоношенные дети, у которых в подростковом возрасте развиваются такие аномалии, как аутизм и церебральный паралич, имеют тонкие различия в структуре мозга, которые можно обнаружить с помощью количественной МРТ (qМРТ). Исследователи заявили, что полученные результаты показывают потенциал qМРТ, который позволяет получать численные измерения, чтобы помочь улучшить результаты для растущего числа людей, родившихся недоношенными.

Достижения в области неонатальной помощи повысили показатели выживаемости детей, родившихся крайне недоношенными (на сроке беременности менее 28 недель). Учитывая, что выживает так много недоношенных детей, существует интерес к пониманию влияния преждевременных родов на развитие мозга. Исследования показали, что крайне недоношенные дети подвергаются более высокому риску развития аномалий головного мозга.

«Большая часть созревания мозга происходит в течение третьего триместра, когда плод находится в питательной среде матки», - рассказывает соавтор исследования Томас М. О'Ши, доктор медицинских наук, из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл. «Недоношенные дети не испытывают этого в должном объеме, поэтому представляется вероятным, что в течение этого промежутка времени происходят изменения в созревании мозга».

Доктор О'Ши и его коллеги из 14 академических медицинских центров в США 20 лет назад начали исследование, чтобы лучше понять последствия преждевременных родов. Исследование, известное как ELGAN-ECHO, проводилось на протяжении многих лет и включало экспертов в области медицинской визуализации.

Для нового исследования использовали qMRI. Неинвазивный метод генерирует богатую информацию о мозге без облучения. Исследователи использовали qMRI для оценки мозга подростков, родившихся крайне недоношенными.

«Количественная МРТ в большом наборе данных позволяет выявить небольшие различия между популяциями, которые могут отражать аномалии микроструктуры тканей, не наблюдаемые при визуализации», - рассказывает медицинский физик Эрнан Хара, доктор философии, профессор радиологии в Медицинской школе Бостонского университета в Бостоне.

Исследователи собрали данные с МРТ-сканеров в 12 различных центрах (в исслдеование включались данные пациентов в возрасте от 14 до 16 лет). Они сравнили результаты qМРТ между атипично и нейротипично развивающимися подростками. Сравнение включало общие параметры МРТ или измерения, такие как объем мозга. Также рассматривали реже используемые параметры, одним из таких примеров была плотность протонов, измерение, связанное с количеством воды в сером и белом веществе мозга.

«То, что мы стремились сделать с помощью qМРТ, - это установить биологический маркер, который мог бы помочь нам отличить этих недоношенных детей, у которых был диагноз расстройства, от тех, у кого его не было», - отмечает ведущий автор исследования Райан Макнотон, доктор медицинских наук, аспирант кафедры машиностроения Бостонского университета.

Контрольной группы людей, родившихся после типичных девяти месяцев беременности, не было. Вместо этого исследователи использовали для сравнения нейротипически развитых детей. Из 368 подростков, участвовавших в исследовании, 252 развивались нейротипично, в то время как у 116 было атипичное развитие. У участников с атипичным развитием были различия в структуре мозга, видимые на МРТ. Например, были небольшие различия в белом веществе, связанные с плотностью протонов, что соответствовало меньшему количеству свободной воды.

«Это может быть верхушкой айсберга, поскольку количество свободной воды строго регулируется в мозге», - говорит доктор Хара. «Тот факт, что эта разница наблюдалась чаще у женщин, чем у мужчин, также может быть связан с известной сравнительной устойчивостью женщин, что было продемонстрировано в результатах более ранних исследований ELGAN-ECHO и других исследований».

Исследователи собрали образцы пуповины и крови в начале исследования. Они планируют использовать их для поиска корреляции между результатами qМРТ и присутствием токсичных элементов, таких как кадмий, мышьяк и другие металлы. Мощь qМРТ позволит им изучать как количество, так и качество миелина, защитного покрытия нервов, которое важно для когнитивного развития. Они также хотят привлечь психиатров и психологов, чтобы связать результаты qМРТ с интеллектом, социальным познанием и другими результатами.

«Этот проект показывает, как исследователи с разным опытом могут работать вместе, чтобы использовать qМРТ в качестве предиктора психиатрических и нейрокогнитивных результатов», - отмечает Макнотон.

Подробнее в источнике: Quantitative MRI Characterization of the Extremely Preterm Brain at Adolescence: Atypical vs Neurotypical Developmental Pathways, Radiology (2022).