Az emberi kortikális fejlődés dinamikus feltérképezése gyermekkorban a korai felnőttkorban (2004)

Ugrás:

Absztrakt

Az emberi agy fejlődése strukturálisan és funkcionálisan nemlineáris folyamat (1-3), és a normális agyérés megértése elengedhetetlen az idegrendszeri betegségek megértéséhez (4, 5). A kognitív agyfejlődés heteromodális jellege nyilvánvaló a neurokognitív teljesítmény vizsgálatokból (6, 7), funkcionális képalkotás (funkcionális MRI vagy pozitronemizációs tomográfia) (8-10) és elektroencefalogramm koherencia-tanulmányait (1, 2, 10). Korábbi képalkotó vizsgálatok azt mutatják, hogy a szürke és a serdülőkorban a szürke anyag (GM) sűrűségének regionális nemlineáris változásai vannak, előzetes szaporodással, majd postpubertális veszteséggel (11-14). Az MRI-ben a GM-sűrűség a glia, az érrendszer és a neuronok komplex architektúrájának közvetett mértéke a dendritikus és szinaptikus folyamatokkal. A GM érlelés vizsgálata idővel csökkenti a kortikális GM sűrűségét (15, 16), amely idővel korrelál a serdülőkor és a korai felnőttkorban bekövetkezett fokozott szinaptikus metszés utáni utáni megállapításokkal (17-19). Itt bemutatunk egy tanulmányt a gyermekek és serdülők kortikális GM fejlődéséről az agy-feltérképezési technikával és az 13 egészséges gyermekek (4 – 21 évesek) prospektívan tanulmányozott mintájával, melyeket 2 – 8 évekre MRI-vel szkenneltek. . Mivel a szkenneléseket időnként ismételten ugyanazokon a tárgyakon szereztük be, a szkennelések közötti pontok statisztikai extrapolálása lehetővé tette a gyermekgyógyászati ​​agy fejlődésének animált időzített szekvenciáját („film”). Feltételeztük, hogy a korai felnőttkori gyermekkori GM-fejlesztés a korábban leírtak szerint nemlineáris lenne, és lokalizált, régióspecifikus módon haladna, ami egybeesik a funkcionális érleléssel. Azt is megjósoltuk, hogy a több primer funkcióval (pl. Elsődleges motoros kéreg) társított régiók a korábbi, komplexebb és integratívabb feladatokkal (pl. Temporális lebeny) érintett régiókhoz képest fejlődnek ki.

Az eredmény egy dinamikus térkép a GM-érés előtti és utáni időszakban. Eredményeink, kiemelve a figyelemre méltó heterogenitást, azt mutatják, hogy a kortikális GM fejlődése úgy tűnik, hogy követi a funkcionális érlelési szekvenciát, az elsődleges szenzoros motortartókkal együtt először a frontális és a nyakpántos pólusok, valamint a kéreg többi részének parietális-to- elülső (hátrafelé) irány. A kiváló időbeli kéreg, amely olyan társas területeket tartalmaz, amelyek az érzékelési módokból származó információkat integrálják, az utolsó érlelés. Továbbá úgy tűnt, hogy a kéreg érése is követi az evolúciós szekvenciát, amelyben ezek a régiók jöttek létre.

Mód

Tárgyak. A minta demográfiai adatai a Táblázat 1. Minden tantárgyat a közösségből vettek fel egy folyamatos Országos Mentális Egészségügyi Intézetbe az emberi agy fejlődéséről (20). Röviden, mindegyik alany strukturált diagnosztikai interjút kapott, hogy kizárja az esetleges pszichiátriai diagnózisokat az egyes látogatások során. Az alanyok 2 évente tértek vissza nyomonkövetési MRI-re, pszichiátriai és neurokognitív újraértékeléssel együtt. Ebbe a vizsgálatba az összes olyan gyermek egy csoportját választották, akiknek három vagy több használható MRI vizsgálata volt, és 4 és 21 év közöttiek voltak. A tanulmányt az Országos Mentálhigiénés Intézet intézményi felülvizsgálati testülete hagyta jóvá, és tájékozott beleegyezést kaptak 18 év feletti alanyoktól vagy kiskorú alanyok szüleitől, és további írásbeli hozzájárulást kaptak minden kiskorú alanytól.

 

Táblázat 1.

A vizsgálati minta demográfiai adatai

Képfeldolgozás és elemzés. Az MRI-képeket az Országos Mentális Egészségügyi Intézet ugyanazon az 1.5-T általános elektromos szkennerén szerezte be. Az MRI szekvencia konzisztens volt a vizsgálat során. A T1-súlyozott képeket a tengelyirányú síkban lévő 1.5-mm-es szeletekkel és a koronális síkban lévő 2.0-mm-es szeleteket az állandó állapotban visszahívott visszhangos 3D-gradiens alkalmazásával kaptuk. A képalkotó paraméterek: echo time, 5 ms; ismétlési idő, 24 ms; flipszög, 45 °; felvételi mátrix, 256 × 192; az ingerlések száma, 1; és látómező, 24 cm. Minden egyes főbb szoftver- / hardverfrissítéssel tesztelték az adatok megbízhatóságát a frissítés előtt és után, és a frissítés előtt és után szkenneltek egy témát.20). Röviden, minden egyes szkennelésnél rádiófrekvenciás terepi korrekciós algoritmust alkalmaztunk. A kiindulási képeket normalizálták, és standard 3D sztereotaxiává alakították át.21). A nyomon követési ellenőrzéseket ezután igazították az ugyanazon tárgyból származó alapvonal-vizsgálathoz, és az egyes témakörökre kölcsönösen regisztrált vizsgálatokat lineárisan leképezték a Brain Mapping (ICBM) térre vonatkozó nemzetközi konzorciumba (22). Egy széles körben validált szövetosztályozó részletes térképeket generált a GM, fehér és a cerebrospinalis folyadékokról, Gauss-keverékeloszlás alkalmazásával a maximális utólagos az adatok szegmentálása (23, 24), majd a kéreg felületének modelljét az egyes témákra és időpontokra automatikusan leírtuk (lásd:25).

A kép analízis technikája, agykérgi mintázatnak nevezve (25-27) arra használták, hogy jobban lokalizálja a kérgi különbségeket az idő múlásával, és növelje a szisztematikus25). Ez a megközelítés a kérgi felület anatómiájának gyral jellegzetességeit, amennyire csak lehetséges, a tárgyak összehasonlítása, a csoportos átlagok és a statisztikai térképek összehasonlítása előtt. Mivel ez a technika kiküszöböli a zavaró anatómiai varianciát, nagyobb a statisztikai hatás a kortikális intézkedésekre gyakorolt ​​statisztikai hatások észlelésére, valamint a megnövekedett képesség arra, hogy ezeket a hatásokat a szuláris és girális főbb tereptárgyakhoz viszonyítva lokalizálja. A kérgi illesztési lépésben másodlagos deformációkat számolnak ki, amelyek az összes időpontban és minden alanyban megfelelnek a gyral mintáknak, ami lehetővé teszi az adatok átlagolását és összehasonlítását a megfelelő kortikális régiókban. Az agyonként egy 34 szuláris tereptárgyak egy csoportja korlátozza az egyik kéreg leképezését a másikra a megfelelő kérgi régiók alkalmazásával. Az egyes agyi oldalfelületeken az 17-szulák mindegyik oldalán az XNUMX-szulák mindegyikét a képelemző elemzi, amely az alany azonosságát, nemét és életkorát mutatja. Ezek a szulciák közé tartozik a Sylvian hasadék, a központi, a prekentrális és a poszt-centrális szulák, a superior temporális szulusz (STS) fő teste, az STS növekvő ága, az STS hátsó ága, az elsődleges és a másodlagos közbenső szulci, valamint a gyengébb idő, felső és alsó frontális, intraparietális. keresztirányú nyakszőnyeg, szaglás, occipitotemporalis és fedett szulák. A fő szulák kontúrozása mellett mindkét féltekén hat félvonalas határvonalat határoztak meg, amelyek a félgömb alakú girális határértékek meghatározására szolgálnak. A tereptárgyak részletes anatómiai protokoll alapján kerültek meghatározásra. Ez a protokoll elérhető az interneten (www.loni.ucla.edu/~khayashi/Public/medial_surface), és ismert, hogy az inter- és intrarater megbízhatósága a bejelentett25).

Az időfüggő átlagos 3D kortikális modellt a csoport számára úgy hoztuk létre, hogy az összes Sulcal / gyral tereptárgyat egy 2D síkba lapítottuk, és a kortikális modellt egy színkódot rendelve az 3D alakformátum megtartásához. Miután az adatok ebben a lapos térben voltak, a szuláris tulajdonságokat a szubjektívek között egy átlagos szulfá-görbék halmazhoz igazítottuk. Az elhajlott kérgi térképeket matematikailag újra 3D-re visszük át, és éles átlag kortikális modellt generáltak girális jellemzőkkel az átlagos anatómiai helyükön (28).

A helyi GM számszerűsítésére számos korábbi vizsgálatban használt „GM-sűrűség” mérőszámot használtunk, amely az egyes kortikális pontok körül mért, a rögzített sugár (15 mm) kis régiójában mért GM-arányt méri.15, 25, 26, 28). A GM-sűrűség mértéke átlagolja a GM térfogatokra vonatkozó információt egy kis környéken (az ebben a jelentésben használt 15-mm kernel), növelve a jel-zaj arányt, és átlagolja a kortikális GM megoldásához kapcsolódó zajt. határok az MRI-ben. Ha azonban GM-sűrűséget használunk, akkor néhány lokalizációs teljesítmény elveszik, és a megközelítés átlagadatokkal szolgálhat az ellentétes szuláris bankoktól. Az intézkedés a corticalis felszíni görbületi különbségekből eredő GM változásokat is indexelheti, ahol a megnövekedett görbület kevesebb GM-t képes mintavételezésre rögzíteni egy fix sugarú kernelben. Munkánk azonban azt mutatja, hogy a GM sűrűsége és vastagsága erősen korrelált (K. Narr, RM Bilder, AW Toga, RP Woods, DE Rex, P. Szeszko, D. Robinson, Y. Wang, H. DeLuca, D. Asuncion és PM Thompson, nem publikált adatok), és ezért valószínűleg hasonló érettségi folyamatokat indexelnek.

Annak eldöntéséhez, hogy van-e elég erő a statisztikai szignifikancia eléréséhez a kéreg minden felületén, a GM változás modelljét telepítettük, és becsültük a többszörös regressziós együtthatót (R²) minden ponton, amely az 0 és az 1 tartományban változik. A. \ T R²a statisztikai modellben a szabadságfokok számához igazítva megállapítható, hogy van-e elegendő hatalom a nullhipotézis elutasítására (R² = 0) minden kérgi ponton. A modell jelentősége, p(R²), majd minden kérgi ponton ábrázoltuk (az adatokat nem mutatjuk be). A kapott térkép azt jelezte R² szinte minden kérgi pontnál nem nulla, ami arra utal, hogy a megfigyelt változások rendkívül jelentősek voltak.

A statisztikai mintákat vegyes modell regressziós analízissel állítottuk elő (11, 30) az összes 65,536 ponton lévő GM térfogatokra a teljes kortikális felületen, valamint az egyedi lobar térfogatokban, valamint számos, a felszín fölötti érdekes ponton. Mivel nemlineáris vegyes modellt alkalmaztak, a GM-sűrűség közötti intramubjektum-különbségeket külön-külön modelleztük a kérgi változások intraindividualis sebességétől, ami további erőt adott a hosszanti változások megoldására az egyes kérgi pontokban. A modellépítés hipotézis tesztjei alapulnak F statisztikák α = 0.05. Kifejezetten, F teszteket alkalmaztunk annak meghatározására, hogy egy fejlődési növekedési modell rendje köbös, négyzetes vagy lineáris volt. Ha egy köbmodell nem volt szignifikáns, egy négyzetes modellt teszteltünk; ha egy négyzetes modell nem volt szignifikáns, akkor lineáris modellt teszteltünk. Így a növekedési modell polinom / nemlineáris volt, ha a kocka vagy a kvadratikus kifejezés jelentősen hozzájárult a regressziós egyenlethez. Tekintettel arra, hogy minden hipotézist csak egyszer teszteltek, a statisztikák korrekciója többszörös összehasonlításra nem volt szükséges.

Minden egyes féltekén a következő régiókat választottuk ki: precentrális gyrus, primer motoros kéreg (1A), kiváló frontális gyrus, hátsó korlát a központi \ t1B), alacsonyabb frontális gyrus, hátsó határ (1C), alacsonyabb frontális szuszpenzió, elülső határ (1D), alacsonyabb frontális szuszpenzió a dorsolaterális prefrontális kéregben (1E), a felső frontális záróelem elülső vége (1F), elülső pólus (1G), primer szenzoros kéreg a centrális gyrusban (1H), supramarginal gyrus (40 terület) (1I), szögletes gyrus (39 terület) (1J), nyakpánt (1K), a superior temporális gyrus (STG) elülső, középső és hátsó részei (1 L – N), alacsonyabb időbeli gyrus középpontja, valamint az elülső és a hátsó határok (1 O – Q), és a szaglás-szappan elülső és hátsó végei (2 R és S) és a biztosíték elülső és hátsó végei (2 T és U). A megfelelő pontokat mindkét féltekén választottuk ugyanazzal a szulfáttal.

 

Fig. 1.

Vegyes modell regressziós telkek az érdeklődésre számot tartó régiókban a kérgi felület felett. A következő régiókat választottuk ki az egyes féltekei elemzésekhez: A, precentrális gyrus és primer motoros kéreg; B, kiváló frontális gyrus, hátsó vége a központi szulusz közelében; ...

 

Fig. 2.

Az agy alsó nézete, amely korai és késői időzített képeket mutat. A pontok megegyeznek a szaglás (R és S) és a fedőréteg (T és U) elülső és hátsó végeivel, valamint a vegyes modell grafikonokkal, amelyek megfelelnek az érdeklődésre számot tartó régióknak. ...

Eredmények

Összességében elmondható, hogy a teljes GM térfogat a korai életkorban növekedett, ezt követően a pubertás körül kezdődő tartós veszteség következett be. Azonban, ahogyan az időzített sorrendben is látható (1. és 2. ábra). (Figs.22 és a and3) 3), a GM-veszteség (érés) folyamata először a hátsó parietális cortices-ban kezdődik, különösen az interhemiszférikus margó közelében lévő elsődleges szenzormotor területeken, majd rostrálisan terjed a frontális kéreg és a parietális, occipitalis és végül a temporális cortex felett. . (Ez a szekvencia elérhető a Filmek 1 – 4 formátumban, melyeket a következőképpen tesz közzé segítő információ A homlokzati és a nyakszívó pólusok elvesztik a GM korai állapotát, és a frontális lebenyben a GM érés végül a dorsolaterális prefrontális kéreghez kapcsolódik, ami csak a serdülőkor végén veszít GM-be.

 

Fig. 3.

A GM érés dinamikus sorrendjének jobb oldali és felülnézete a kérgi felületen. Az oldalsávon a GM térfogategységben látható színes megjelenítés látható. A kezdeti keretek az érdeklődésre számot tartó régiókat ábrázolják a kéregben leírtak szerint Ábra 1. Ezt ...

Az egyes kérgi alrégiók érési mintáinak további vizsgálatához vegyes modell regressziós analíziseket alkalmaztunk lineáris és nemlineáris (kvadratikus vagy köbös) korhatár-hatások megalkotására a GM térfogatra a kortikális felület mentén érdeklődésre számot tartó helyeken, jelentős szulfáli tereptárgyak használatával annak biztosítása, hogy a megfelelő anatómia korrekt módon korrelálódjon az idő és a tárgyak között. Amikor összehasonlítottuk a mintában levő átlagos lobar térfogatokat a nagyobb keresztmetszeti mintával (n = 149), a teljes és lobar GM mennyiségek alakulása mindkét csoportban egyetértett (az adatokat nem mutatták ki)11). Azonban a kéreg egyes részein a GM érés változó érési mintázatot mutat.

A frontális kéregben a precentrális gyrus (1. és 2. ábra). (Figs.1A1A és a and3) 3) korai érés. A GM veszteség korai életkorban lineárisan halad, míg a frontális lebeny több rostrális régiója (a felső és alsó frontális gyri mentén). Figs.11 és a 3, B – G) az előrehaladás során egymás után érik el, amint azt a nemlineáris GM veszteség fokozatosan későbbi csúcsai is jelzik (1 B – D), ahol a prefrontális kéreg végül érlelődik. 1, D és Eés and3) .3). A parietális lebenyben a GM-veszteség a centrális gyrusban kezdődik (ábra. (Figs.1H1H és a and3; 3; egy nemlineáris korai csúcs), amely oldalirányban halad a szögletes gyrusba (40 terület; Figs.1I1I és a and3) 3) és a supramarginal gyrus (39 terület; Figs.1J1J és a and3) .3). A frontális és a nyakszívó pólusok, hasonlóak a pre- és postcentrális gyrihez, korán érlelődnek (5. és 6. ábra). 1 G és K és a and33).

Később érlelés. A temporális lebeny részei viszont jellegzetes késői érési mintázatot mutatnak. A temporális lebeny az utolsó rúd kivételével érlelődik, amely a GM veszteséget ugyanúgy mutatja, mint az elülső és a nyakpántos oszlopok. (Figs.1O1O és a and3) .3). Ezzel szemben a felső és a gyengébb időbeli gyri (STG és gyengébb időbeli gyrus) nem mutatnak azonos mértékű GM veszteséget ebben a korosztályban. Ezt mutatja az életkori hatások lapos grafikonjai is. 1 L és M és a and3) .3). Az STG-n belül a hátsó rész külön lineáris pályát mutat (1N).

A gyengébb agyfelületen a gyengébb temporális lebeny mediális aspektusai (feltételezett entorhinális kéreg, a rhinalis szulusz mediális, a zárószár elülső vége és a szaglásszár hátsó vége között) korán érnek és nem változnak sokat később , amint azt a korhatárokra vonatkozó lapos grafikonok látják (2T). Hasonló érettségi mintázat következik be az alsó frontális lebeny caudalis és mediális részében (2S, feltételezett piriformos kéreg). A ventrális temporális lebeny más részei az érlelés oldalirányú-mediális mintázatát mutatják, míg az orbitofrontális régiók a legidősebb koráig érlelődtek (Ábra 2).

Megbeszélés

Itt bemutatjuk az emberi kortikális agy fejlődésének dinamikus progresszióját egy prospektív, longitudinális vizsgálatban egészséges gyermekek és serdülők körében. A korábbi jelentések keresztmetszetek voltak (azaz az MRI-t csak egy alkalommal szerezzük be alanyonként), vagy olyan módszereket használunk, amelyek a térképezési módszerekkel lehetséges pont-pont összehasonlítás helyett átlagos globális térfogatokat biztosítanak.11, 15). A keresztmetszeti mintákat befolyásolja az egyéni variációk és kohorsz hatások, míg az átlagos globális térfogatokat biztosító módszerek nem nyújtanak spatiotemporális részleteket. Ezeket a korlátokat leküzdjük egy hosszirányban megszerzett elő- és utóvizsgálati minta tanulmányozásával, amelyben ugyanazt a gyermeket a 10 évszak alatt prospektívan újrakezdték. Eredményeink az emberi kortikális fejlődés heterokróniáját hangsúlyozzák, és azt sugallják, hogy az egyes alrégiók időbeli különbségeket követnek, amelyekben a magasabb rendű társulási területek érlelődnek csak az alacsonyabb rendű szenzimotor régiók után, amelyek funkciói integrálódnak. Továbbá úgy tűnik, hogy a filogenetikailag régebbi kortikális területek érettebbek, mint az újabb kortikális régiók.

Az elülső-lebeny érése az elsődleges motoros kéregből (az elő-giruszból) visszafelé irányult, és először a felső és alsó frontális gyri fölé terjedt, a prefrontális kéreg pedig utolsó. Ezzel szemben az elülső pólus közel azonos korban érlelődött, mint az elsődleges motoros kéreg. Az agy hátsó felében az érés az elsődleges érzékszervi területen kezdődött, a parietális lebeny többi részén oldalirányban elterjedt. Az elülső pólushoz hasonlóan a nyakpántos rúd korán érlelődött. Az utolsó oldalsó lebenyek az utolsóak.

Így az a szekvencia, amelyben a kéreg érett, megegyezik a kognitív és funkcionális fejlődés regionális szempontból releváns mérföldköveivel. Az agy azon részei, amelyek több alapfunkcióval kapcsolatosak, korán érlelődtek: a motoros és érzékszervi agyterületek először érlelődtek, majd a térbeli tájékozódás, a beszéd és a nyelvfejlesztés, valamint a figyelem (felső és alsó parietális lebeny) érintett területei. Később éretté váltak a végrehajtó funkció, a figyelem és a motoros koordináció területén (frontális lebeny). Az elülső pólus, amely az íz és az illat feldolgozásában részt vesz, és az elsődleges vizuális kéreget tartalmazó nyakpántos rúd, szintén várhatóan korán érlelődött. Ez az érési szekvencia a maximális GM értékek csúcskorában is tükröződött, ami a fejlődés előrehaladtával növekszik (1 A – D és H – J). Vizuálisan a bal oldali prefrontális kéreg és a gyengébb parietális kéreg a jobb oldali régióknál érlelődött, ami annak a ténynek köszönhető, hogy a mintában lévő gyermekek többsége jobbkezes, bal oldali domináns félteke, ami korán érlelődik.

A temporális lebeny különálló érési mintázatot követett. A korai pólusok korán érleltek. A fennmaradó időbeli lebeny nagy része a minta korosztályában érlelődött, kivéve egy kis területet az STG hátsó részén, amely utoljára érettnek tűnt. Az emberekben a temporális kéreg, különösen a jobb időbeli szuszkusz hátsó aspektusa, a jobb időbeli gyrus és a középső időbeli gyrus, úgy gondolják, hogy heteromodális asszociációs hely (a prefrontális és az alsó parietális cortices mellett), és részt vesz a memória integrálásában, audiovizuális társulás és objektumfelismerő funkciók (31-34). Így az időbeli kéreg tovább fejlődik, miután más társulási területek, amelyek funkciói integrálódnak, viszonylag fejlettek.

Filogenetikailag a legrégebbi kortikális régiók egy része a temporális lebeny mediális aspektusában az alacsonyabb agyfelületen (például a piriformos kéreg hátsó részén és az entorhinális kéregben) vagy a frontális lebeny alacsonyabb és mediális aspektusánál fekszik. a szaglásszelcus caudalis vége (elülső piriformos kéreg és az orbitális periallocortex) (35-37). Úgy tűnt, hogy az ezen területek közelében lévő érési folyamat már korai (ontogenetikusan) kezdődött az 4 évek korában, ahogy azt a lineáris vagy lapos telkek látják (2 S és T). Ezeken a területeken az érés lassan halad oldalirányban. A gyengébb frontális kéregben a korai érlelésű szaglevelek mediális és hátsó aspektusai, míg az orbitofrontális korpusok később érlelődtek. A gyengébb időbeli lebeny fennmaradó részében az érés később és kissé oldalsó-mediális irányban jelent meg. Az emlősökben a gyengébb időbeli kéreg, valamint az STG, a posterior parietális kéreg és a prefrontális kéreg részei magas rendű társulási területek, amelyek szintén legutóbb evolúciósan (38, 39). A későbbi érettségű területek megfigyelése azt sugallhatja, hogy a kérgi fejlődés bizonyos mértékig követi az evolúciós szekvenciát.

A GM veszteség alapjául szolgáló pontos folyamat nem ismert. Az agyi fehérjék az első négy évtizedben az axonális myelinizáció miatt nőnek (40), és részben magyarázhatják a megfigyelt GM veszteséget (\ t41, 42). Bár a szuláris és a gyralis hajtogatási minták vagy más nematrofikus folyamatok, például a dehidratáció változása befolyásolhatja a GM sűrűségét, a GM sűrűség elvesztésének elsődleges oka ismeretlen. Feltételezzük, hogy legalább részben a szinaptikus metszés folyamata vezethet (43) trófiai glialis és vaszkuláris változásokkal és / vagy sejtek zsugorodásával (44). Így a GM-érésbeli régióspecifikus különbségek a kéregben levő heterokronos szinaptikus metszésből adódhatnak, amint azt a főemlős és az emberi agykéreg fejlődésében is kimutatták (18, 45-48). Érdekes, hogy a frontális kéregben a dorsolaterális prefrontális kéreg utoljára érlelődik, ami egybeesik a későbbi myelinizációval, ami azt mutatja, hogy a metszés mielinizációja gyakran párhuzamosan fordul elő.

Ezek az eredmények klinikai következményekkel járhatnak. Például az autizmus az 3 évek elején megjelenő globális cerebrális GM hiperpláziát mutatja az első 2 életévekben (49) és nagyobb frontális és időbeli GM-mennyiségek 4-évekkel, majd 7-évek lassabb növekedési ütemével.50, 51). A gyermekkori eredetű skizofrénia, amelynek átlagos életkora az 10-évek kora körül van, a feltűnő parietális GM-veszteséghez kapcsolódik, amely a serdülőkorban a front-to-front módon halad előre.52), míg a felnőttkori skizofrénia (a tipikusabb forma) erőteljesebben kapcsolódik a későbbi érésű időbeli és frontális régiók hiányához (53-55) és a heteromodális régiók szelektív rendellenességeihez kapcsolódik (29). Így az alapvető érési mintázatok mértékében vagy időzítésében bekövetkező változások legalábbis részben lehetnek ezen neurodevelopmentális rendellenességek mögött.

Az egyes kortikális régiókban bekövetkezett változások nagysága nagymértékben jelentős, és összhangban van a korábbi longitudinális vizsgálatok során megfigyelt növekedési és veszteségszintekkel. Egy korábbi jelentésben (28) olyan megközelítést dolgoztunk ki, amely tenzor leképezést alkalmaz a lokális növekedési ráták és a szöveti veszteség mértékének helyi szinten történő mérésére a caudate és a corpus callosum anatómiájában. Ezeknek a struktúráknak a nagyon kicsi régióiban a helyi növekedési ráta meghaladta az 40% -ot évente, és a helyi szöveti veszteségek aránya a bazális ganglionok kis régióiban évente elérte az 40% -ot. A megnövekedett térbeli felbontás miatt az anatómiai leképezési megközelítésekből származó csúcs helyi változási sebességek gyakran nagyobbak, mint az anatómiailag parcellált agyi struktúrák volumetrikus vizsgálatokban kapott értékek. A lobar térfogatok értékelése például átlagos növekedési vagy szövetvesztési arányt jelent egy nagy szerkezeten, és a térfogatváltozás csúcssebessége ennek megfelelően csökken. Ezeknek a kortikális változásoknak a sejtes szubsztrátja lehet a mielinizáció, a dendritikus metszés és a neuronális, glialis, vaszkuláris és neuritális csomagolási sűrűség különböző kombinációi kombinációja. Az MRI-jel relaxometriai tulajdonságai is változhatnak, ami az alapul szolgáló víztartalomon alapul. A mielinizációs komponens nagyon nagy nettó százalékos változásokat eredményezhet a kérgi térfogatban több év alatt, különösen akkor, ha a vizsgált mennyiség viszonylag kicsi.

Ennek a tanulmánynak számos korlátozása van. Ezek az elemzések az 52 szkennelésen alapulnak, amelyekben az 1,976 anatómiai modelleket hoztak létre, amelyek elegendő energiát biztosítanak a változások nyomon követésére, de csak13 gyerekekből származnak. Ezen túlmenően ez egy nem reprezentatív populáció, melynek átlagos IQ értéke 125, tükrözve az Országos Mentális Egészségügyi Intézet referenciaértékét. Nem tudtuk az előzőleg előforduló erősítést rögzíteni az időzített filmszekvenciában, jóllehet a vegyes modell grafikonokban könnyen láthatóvá vált. Hasonlóképpen nem lehetett vizsgálni a nemi különbségeket az agy érésében, mert csak hat férfi és hét nőstény van a mintában. Eredményeink azonban feltárják a korai agyfejlődés érési sorrendjéről és annak funkcionális és evolúciós mérföldköveihez fűződő legfontosabb információkat.

Kiegészítő anyag

Köszönetnyilvánítás

Megjegyzések

Referenciák