Anatomical Ubongo Magnetic Resonance Imaging ya watoto wa kawaida na kukuza (2010)

Shida nyingi za akili, pamoja na zingine zilizo na mwanzo wa watu wazima kama vile dhiki, zinazidi kuwa dhana kama inayotokana na kutofautisha kwa neurodevelopment. Kuchunguza nadharia za ugonjwa wa ugonjwa wa neurode, ni muhimu kuwa na data yenye sifa nzuri juu ya kukomaa kawaida ili kutumika kama "ua" ambao unaweza kukagua kupotoka. Utafiti wa maendeleo ya kawaida, na ushawishi juu ya maendeleo hayo, unaweza pia kufunua muda na utaratibu wa kukomaa kwa ubongo unaoongoza njia ya uingiliaji wa riwaya.

Katika muhtasari huu, tutagusa juu ya maswala ya kitabibu yanayohusiana na uchunguzi wa nadharia ya uchunguzi wa akili (MRI) ya anatomy ya ubongo, muhtasari wa matokeo ya MRI ya mabadiliko ya neuroanatomiki wakati wa utoto na ujana, na kujadili ushawishi unaowezekana kwenye trajectories ya ukuaji wa ubongo.

Kama inavyoonyeshwa katika nakala zilizotangulia za mfululizo huu, moja ya hatua za kwanza za kupima sifa za morphometric ya ubongo kwenye MRI ya anatomiki ya kawaida ni kuainisha (au "sehemu") voxels za kibinafsi (vitu vidogo kabisa vya saini tofauti za MRI-kawaida takriban mililita ya 1) kama inavyolingana na CSF, jambo nyeupe (WM), au kijivu (GM). Mara tu zilizowekwa katika aina ya tishu, parcellation anuwai zinaweza kufanywa kupata viwango vya lobes (kwa mfano, sehemu ya mbele, ya kitambo, parietali, occipital); mikoa iliyofafanuliwa na gyral, scalcal, au GM, WM, na mipaka ya CSF (kwa mfano, kiini cha caudate); au voxels za mtu binafsi.

Kugawanywa na parcellation ya MRIs hapo awali ilifanywa na watu waliopewa mafunzo kuelezea maeneo fulani ya riba (iliyofupishwa mara kwa mara kama ROI) kwa mkono. Ingawa kuwa na mtu aliyefundishwa vizuri kutambulisha maeneo ya ubongo kunachukuliwa kuwa kitu cha karibu zaidi na "kiwango cha dhahabu" kinachopatikana, wakati na utaalam wa anatomiki muhimu kwa makadirio ya mafunzo na kufanya aina hii ya uchambuzi inaweza kuwa marufuku. Hii imehimiza maabara nyingi kukuza algorithms za kompyuta zenye uwezo wa kuainisha kiotomatiki maeneo ya picha za MRI kama mali ya aina tofauti za tishu na mikoa ya anatomiki. Maendeleo ya haraka katika eneo hili yameifanya iwezekane kufanya aina ya masomo mengi muhimu ili kukamata mabadiliko mengi yanayohusiana na maendeleo ya kawaida na ya ubongo. Njia za kujiendesha pia zimefungua mlango wa njia za ubunifu za kutazama muundo wa ubongo, kama vile kuchambua sura na unene wa karatasi ya cortical.

Walakini, uaminifu wa njia za kiotomatiki inategemea uwazi wa mipaka kati ya miundo, ambayo kwa upande imedhamiriwa na mchanganyiko wa anatomy ya muundo fulani na ubora wa picha ya MRI. Kwa mfano, amygdala na hippocampus ni ngumu kwa njia za kiotomati kutengana vizuri kwa sababu zinawakilisha muundo wa karibu wa GM. Katika hali kama hizi, vipimo vya mkono bado vinaweza kuwa njia bora, ingawa hata viwango vya kibinadamu vinaweza kuhitaji uzoefu mkubwa kabla ya kugundua mipaka ya miundo kama hiyo kwenye MRI ya kawaida.

Takwimu za muhtasari huu zimetokana sana na masomo ya 387 yanayokua (mikazo ya 829) inashiriki kwenye utafiti unaoendelea wa muda mrefu katika Tawi la Saikolojia ya watoto ya Taasisi ya Afya ya Akili. Imeanza katika 1989 na Markus Kruesi, MD, na Judith Rapoport, MD, muundo wa utafiti ni wa washiriki wa miaka 3 hadi miaka 30 kuja katika Taasisi za Afya za kitaifa kwa takriban vipindi vya miaka ya 2 kwa utaftaji wa mawazo ya kisaikolojia, na kisaikolojia. ukusanyaji wa DNA. Msisitizo juu ya chanzo hiki moja sio kutafuta michango mingi bora ya wachunguzi wengine lakini ni kutoa akaunti iliyojumuishwa kutoka kwa mkusanyiko mkubwa zaidi wa ulimwengu wa ubongo wa watoto na vijana wa MRI na data iliyopatikana kwa kutumia betri za uchunguzi / tathmini za skanning, skanning hiyo hiyo, na njia zile zile za uchambuzi wa picha. Tumeongeza na marejeleo ya masomo na maabara zingine, ingawa uhakiki kamili wa uwanja ni zaidi ya upeo wa makala haya.

Jumla ya CEREBRAL, CEREBellAR, NA VENTRICULAR VOLUME

Katika kitengo cha Tawi la Saikolojia ya Mtoto, kilele cha jumla cha kiwango cha sukari, kwa wastani, katika miaka ya 10.5 katika masomo ya kike na miaka ya 14.5 katika masomo ya kiume.¹ Kwa umri wa miaka 6, ubongo ni takriban 95% ya kilele hiki (Mtini. 1). Kiasi cha Cerebellum kilele takriban miaka 2 baadaye kuliko kiwango cha ubongo.² Kiasi cha ventricular cha baadaye kina tofauti nyingi kati ya watu³ na huongezeka katika ukuaji wa afya ya mtoto na ujana. Hizi ongezeko la kawaida linalopaswa kuzingatiwa linapaswa kufasiriwa wakati wa kufasiri upanuzi wa ventrikali iliyoripotiwa sana katika idadi ya wagonjwa.

 

Mtini. 1

Maana ya kiwango na umri katika miaka kwa masomo ya kiume (n = Scan 475) na masomo ya kike (n = Scans 354). Mistari ya kati katika kila seti ya mistari mitatu inawakilisha maadili ya maana, na mistari ya juu na ya chini inawakilisha vipindi vya kujiamini vya juu na chini vya 95%, mtawaliwa. ...

Sowell na wafanyikazi wenzako⁴ kipimo mabadiliko ya kiasi cha ubongo katika kikundi cha watoto wa 45 skana mara mbili (miaka 2 kando) kati ya miaka 5 na miaka 11. Kutumia njia tofauti, ambayo umbali ulipimwa kati ya alama kwenye uso wa ubongo na katikati ya ubongo, pia walipata kuongezeka kwa saizi ya ubongo wakati huu wa miaka, haswa katika sehemu za mbele na za mwili.

Mapenzi et al.,⁵ kwa mfano wa mfano wa wavulana wa 15 na wasichana wa 15 wenye umri wa miaka 7, waligundua kuwa cerebellum ilikuwa kwa kiwango cha watu wazima katika masomo ya kike lakini sio katika masomo ya kiume katika kiwango hiki cha miaka, ikionyesha uwepo wa maendeleo ya marehemu na hali ya kijinsia. .

NINI KIUME

Rangi nyeupe ya WM inazalishwa na myelin, mafuta nyeupe yaliyochomwa na oligodendrocyte ambayo hufunika kuzunguka axons na huongeza kasi ya ishara za neuronal. Kiasi cha WM kwa ujumla huongezeka katika utoto na ujana,¹ ambayo inaweza kusababisha muunganiko mkubwa na ujumuishaji wa utenganishaji wa mzunguko wa neural. Kipengele muhimu ambacho kimethaminiwa hivi karibuni ni kwamba myelin haizidishi kasi ya maambukizi lakini pia hurekebisha muda na usawazishaji wa mifumo ya kurusha ya neuronal ambayo huunda mitandao ya utendaji katika ubongo.⁶ Sanjari na hii, utafiti uliotumia kipimo cha WM kudhibiti ramani ya WM ya mkoa ulipatikana kuongezeka kwa kasi kati ya utoto na ujana. Trakti za corticospinal zilionyesha kuongezeka ambayo yalikuwa sawa kwa pande zote mbili, wakati trakti zilizounganisha mkoa wa mbele na wa muda zilionyesha kuongezeka zaidi kwa maeneo yanayohusiana na lugha ya upande wa kushoto.⁷

KULA KIUME

Wakati WM huongezeka wakati wa utotoni na ujana, trajectories ya juzuu za GM zinafuata trafiki ya maendeleo ya umbo la U. Njia tofauti za maendeleo za WM na GM huamini uunganisho wa karibu kati ya neurons, seli za glial, na myelin, ambazo ni sehemu za pamoja kwenye mizunguko ya neural na zinaunganishwa na uhusiano wa maisha ya kurudisha nyuma. Mabadiliko ya GM ya cortical katika kiwango cha voxel kutoka umri wa miaka 4 hadi miaka ya 20 inayotokana na hesabu za masomo ya 13 ambao kila mmoja alikuwa akianguliwa mara 4 kwa vipindi vya mwaka wa 2 vinaonyeshwa katika Kielelezo 2 (uhuishaji hupatikana http://www.nimh.nih.gov/videos/press/prbrainmaturing.mpeg).⁸ Umri wa kilele cha wiani wa GM ni mapema zaidi katika maeneo ya msingi ya sensorimotor na hivi karibuni katika maeneo ya ushirika wa hali ya juu kama dortolateral preortal cortex, parietal duni, na gyrus bora ya muda. Swali ambalo halijasuluhishwa ni kiwango ambacho kupunguzwa kwa GM ya cortical kunaendeshwa na kupogoa kwa kupatanisha dhidi ya myelination kwenye mpaka wa GM / WM.⁹ Kiasi cha kiini cha caudate, muundo wa subcortical GM, pia hufuata kielelezo cha maendeleo cha umbo lenye umbo la U, na kilele sawa na mashimo ya mbele ambayo wanashiriki uunganisho wa kina.¹

 

Mtini. 2

Maoni ya kulia na ya juu ya mpangilio wa nguvu wa hali ya kijivu juu ya uso wa uso wa uso. Baa ya upande inaonyesha uwakilishi wa rangi katika vitengo vya kiasi cha kijivu. (Kutoka Gogtay et al.⁸)

INFLUENCES ON TRAJECTORIES DEVELOPMENTAL OF BRET ANATOMY

Jini na Mazingira

Kwa kulinganisha jinsi mapacha sawa wa monozygotic wanapingana na mapacha wa kizunguzungu, tunaweza kukadiria michango ya jamaa ya maumbile (mfano, "heritability") na athari za mazingira kwa matokeo ya fikira za ubongo.¹⁰ Kwa kweli, tunaweza pia kutathmini maingiliano ya mazingira na mazingira na athari za uzee na jinsia juu ya uwekaji wa malezi. Saizi ya sasa ya sampuli kutoka kwa uchunguzi wetu wa longitudinal unaoendelea ni takriban skirini za 600 kutoka 90 monozygotic na 60 jozi mapacha ya jozi. Heritility kwa jumla ya mierezi na kiwango cha upuli (pamoja na sehemu ndogo za GM na WM) iliyoanzia 0.77 hadi 0.88.¹¹ Vipimo vya morphometric ya mifugo yenye sifa kubwa hutoa alama ya kibaolojia kwa sifa za kurithi na inaweza kutumika kama malengo ya uhusiano wa maumbile na masomo ya chama.^12,13 Mchanganuo wa anuwai, ambayo inaruhusu tathmini ya kiwango ambacho mambo sawa ya maumbile au mazingira yanachangia miundo mingi ya neuroanatomiki, zinaonyesha kuwa athari moja ya pamoja ya maumbile inasababisha 60% ya kutofautishwa kwa unene wa cortical.¹⁴

Mabadiliko yanayohusiana na uzee katika malezi yanaweza kuhusishwa na wakati wa kujieleza na jenasi na uhusiano na umri wa mwanzo wa shida. Kwa ujumla, uwekaji wa heriti huongezeka na uzee kwa WM na hupungua kwa idadi ya GM,¹¹ wakati uwekaji wa heritility huongezeka kwa unene wa cortical katika mikoa ya ndani, parietali, na lobes za muda (Mtini. 3).¹⁵ Ujuzi wa wakati miundo fulani ya ubongo ni nyeti haswa kwa mvuto wa maumbile au mazingira wakati wa maendeleo inaweza kuwa na athari muhimu za kielimu na / au matibabu.

 

Mtini. 3

Mabadiliko yanayohusiana na uzee katika malezi kwa watoto wadogo na wakubwa. Makadirio ya sehemu ya mahesabu yanahesabiwa kutumia mfano wa AE, kwa sababu sehemu ya mazingira iliyoshirikiwa haikuathiri sana matokeo. Makadirio ya vifaa vya kutofautisha yalibadilishwa ...

FUNGA

Mfano wa jumla wa ukuaji wa kawaida wa ubongo katika miaka ya 25 ya kwanza ya maisha ni ongezeko takriban la idadi ya WM na eneo maalum la maendeleo la umbo la umbo la muundo wa miundo ya GM, na kilele cha kutokea katika utotoni au ujana wa mapema. Mada maarufu ni kwamba, katika kuelewesha, kama katika maisha, mara nyingi ni zaidi juu ya safari kuliko mahali unavyokwenda. Mada hii ni muhimu katika masomo ya maendeleo ya kawaida ambapo kuna mwingiliano wenye nguvu wa miaka-na-herufi katika masomo ya mapacha, mwelekeo wa kijinsia ni mkubwa kwa njia za maendeleo kuliko saizi ya mwisho, na unene wa maendeleo na umri wa miaka ni utabiri zaidi wa IQ. kuliko unene wa cortical katika umri wa miaka 20.¹⁹ Mada ya "safari sio tu ya kwenda" pia ni muhimu sana katika masomo ya psychopathology ambapo ni hali za maendeleo ambazo hutofautisha udhibiti kutoka kwa wale walio na upungufu wa macho / shida ya akili au shida ya kuanza kwa utoto.

Kuonyesha sifa za trafiki za ustahimilivu huhitaji sampuli kubwa za sehemu ya msingi au masomo ya longitudinal, ambayo yote huleta changamoto kubwa za njia. Tofauti katika vigezo vya uteuzi wa udhibiti na udhibiti, upatikanaji wa picha, na mbinu za uchambuzi wa picha zinachangia kiwango cha juu cha usio wa maandishi katika fasihi ya watoto wachanga na hufanya masomo halali ya meta-uchambuzi kuwa ngumu. Utafiti wa tovuti sita wa uchunguzi wa masomo ya watoto kwa kutumia njia sanifu kwenye tovuti unaendelea na unapaswa kuangazia zaidi hisia za ukuaji wa kawaida wa ubongo.²⁰

Ijapokuwa tofauti za wastani za anatomy ya ubongo zimeripotiwa kwa karibu shida zote za neuropsychiatric, idadi kubwa ya maadili kati ya idadi ya watu wa kliniki na udhibiti kwa sasa inazuia utambuzi (isipokuwa kuamuru matusi ya mfumo mkuu wa neva kama vile tumors, damu ya ndani, au makosa ya kuzaliwa kama etiolojia ya dalili). Hakuna "kidonda" kinachotambulika kinachojulikana kwa wote, au hata zaidi, watoto walio na shida za kawaida zinazosomwa za ugonjwa wa akili, shida ya upungufu wa macho / shida ya akili, shida ya utoto wa mwanzo wa watoto, dyslexia, tete dhaifu ya X, shida ya kuongezeka kwa ugonjwa wa kupumua kwa watoto, shida ya baada ya kuzaa. machafuko, ugonjwa wa sydenham, au ugonjwa wa Tourette. Neuroimaging kwa sasa ni muhimu sana kuchunguza asili ya magonjwa na kutoa endophenotypes, alama za kibaolojia ambazo ni za kati kati ya jeni na tabia. Endophenotypes inaweza pia kusaidia kutambua subtypes ya magonjwa ambayo yana pathophysiology tofauti, ugonjwa wa ugonjwa, au mwitikio wa matibabu.

Mustakabali wa neuroimaging ya watoto uwezekano wa kuona idadi kubwa ya masomo inachanganya njia nyingi za kufikiria juu ya watu waleule (kwa mfano, MRI ya kimuundo, MRI inayofanya kazi, fikra za utangulizi, mawazo ya uhamishaji wa sumaku, electroencephalography, na magnetoencephalography). Hii inapeana "kubwa kuliko jumla ya sehemu zake" kwa sababu habari kutoka kwa kila muundo zinafahamisha tafsiri ya wengine. Pia, Kuchanganya kufikiria na masomo ya postmortem ya wanyama kutasaidia sana katika kufafanua mifumo inayoendesha matokeo ya kufikiria kama vile kutambua kiwango ambacho mabadiliko ya GM ya kidunia kama inavyogunduliwa kupitia MRI yanahusiana na arborization / kupogoa kwa neuroni au kuingilia kati kwa WM ndani mpaka wa cortical. Mwelekezo mwingine muhimu kwa masomo ya siku zijazo utaongezewa kuunganishwa na sayansi ya kijamii na kielimu, ambayo imebaki kutengana licha ya lengo lililoshirikiwa la kuwaongoza watu vizuri kupitia utoto na miaka ya ujana katika kuandaa ulimwengu wa watu wazima.

Shukrani

Maelezo ya chini

MAREJELEO