Revija Science Translational Medicine je objavila rezultate študije o možnostih slikanja z magnetno resonanco (MRI) pri diagnostiki avtizma pri 6-mesečnih otrocih. Izkazalo se je, da je študija MRI povezljivosti v možganih dojenčkov z visokim tveganjem za avtizem uspešno identificirala devet od 11 otrok, ki so jim pozneje pri dveh letih diagnosticirali motnjo avtističnega spektra (ASD). Poleg tega so podatki nevroslikovanja omogočili pravilno diagnosticiranje norme pri vseh 48 dojenčkih, pri katerih je bila diagnoza ASD pozneje zavrnjena. Trenutno ni splošno sprejetih metod za diagnosticiranje ASD pred pojavom vedenjskih simptomov, vendar ti novi podatki podpirajo hipotezo, da so vzorci razvoja možganov, ki so nagnjeni k avtizmu, prisotni pri otrocih veliko preden razvijejo tipično ASD do približno 2 let starosti. . Po mnenju avtorjev tega prispevka se s tem odpirajo možnosti za zgodnje posredovanje, ki je lahko veliko učinkovitejše od sedanjih korekcijskih strategij, ki se praviloma začnejo po dveh letih, ko se že dolgo oblikujejo netipične možganske značilnosti.
To študijo sta sponzorirala Nacionalni inštitut za zdravje otrok in človekov razvoj in Nacionalni inštitut za duševno zdravje ZDA. Kot del tega dela je skupina znanstvenikov z Univerze Severne Karoline in Medicinske fakultete Univerze v Washingtonu testirala 15-minutni protokol skeniranja, imenovan MRI funkcionalne povezljivosti (fcMRI), na 59 spečih otrocih z visokim dednim tveganjem za ASD, in sicer tisti s starejšimi brati in sestrami z RAS. Znano je, da imajo brata in sestre z avtizmom otrokovo tveganje za razvoj ASD na približno 20 %, medtem ko je pri otrocih brez bratov in sester z ASD to tveganje približno 1,5 %.
Funkcionalna povezljivost možganov, ocenjena v tej študiji, omogoča presojo, kako lahko različni deli možganov delujejo sinhrono med izvajanjem določenih nalog ali v mirovanju. V okviru večjega projekta, ki poteka že 10 let, so raziskovalci zbrali veliko količino podatkov o 26.335 parih funkcionalnih povezav med 230 različnimi področji možganov. Po skeniranju so avtorji uporabili samoučeči se računalniški program za dešifriranje podatkov fcMRI, s pomočjo katerega so razvili algoritme za prepoznavanje vzorcev, ki so bili izbrani kot napovedovalci ASD. Hkrati so bili med vsemi funkcionalnimi odnosi izbrani tisti, ki so korelirali z vsaj eno vedenjsko lastnostjo, povezano z ASD, ki se je pojavila pri udeležencih študije med pregledom pri 24 mesecih (med njimi so bile veščine socialnega vedenja, govor, motorični razvoj in ponavljajoče se vedenje). Glede na komentarje avtorjev dela lahko sliko, pridobljeno s fcMRI v mirovanju, uporabimo za presojo, kako bodo različni deli možganov medsebojno delovali med najrazličnejšimi dejavnostmi – od gibov okončin do družbene interakcije in zelo zapletenih vzorcev, ki v tem primeru se lahko razvije tako tipično kot netipično.
Na splošno je bila diagnostična natančnost programa za samoučenje za identifikacijo dojenčkov, ki pozneje razvijejo ASD z uporabo fcMRI 96,6 % (95 % interval zaupanja [CI], 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%).
Seveda so to zelo zgodnji rezultati, ki jih bo treba pozneje potrditi pri večjih populacijah. Pravzaprav ena taka študija, študija European Autism Interventions, že poteka: skenira tudi možgane ogroženih dojenčkov, da bolje razume biologijo ASD in sčasoma razvije farmakološko zdravljenje.
Poleg tega po mnenju avtorjev zdaj objavljenega dela tehnika fcMRI, ki so jo uporabili, ki ji sledi interpretacija rezultatov s samoučečim se računalniškim programom, verjetno ne bo kdaj primerna za rutinsko množično presejanje dojenčkov. Najverjetneje se bo v prihodnosti kot presejalna metoda za odkrivanje rizične skupine uporabljala kakšna cenejša metoda (na primer odkrivanje DNK v slini otroka), tehnike nevroslikovanja pa bodo uporabljene že v drugi fazi za potrjujejo zelo veliko tveganje za avtizem.
Z medicinskega vidika je avtizem kompleksno zdravstveno stanje z nejasno etiologijo (t.j. vzroki). V svoji praksi se trudim izvedeti čim več o vsakem svojem pacientu. To zahteva temeljit pregled otroka samega, podrobno komunikacijo s starši o anamnezi, pa tudi obsežne laboratorijske preiskave.
Tukaj začnem svojo raziskavo:
- Dejanski sprejem pacienta: Standardnih deset minut, ki jih pediater milostno dodeli pacientu, tukaj ni dovolj. Pogovor naj med drugim vsebuje podroben opis zdravil, ki jih jemlje med nosečnostjo, opis hrane, ki jo otrok uživa, in zgodbo o starejših sorodnikih: ali imajo stari starši in starejši starši kakšne posebnosti?
- avdiologija: Imel sem pacienta iz Kanade, ki ni opravil slušne preiskave. Fant je bil gluh, a ne avtističen.
- MRI: Nisem velik oboževalec tega postopka. Najprej morate upoštevati tveganja, ki jih ustvarja splošna anestezija (brez nje ta študija ne bo delovala, saj je potrebna popolna nepremičnost otroka). Glavna praktična vrednost MRI je pogosto posledica dejstva, da se starši nekoliko razveselijo: glede na zunanje znake je z možgani vse v redu.
- EEG: pogosto otrok ne kaže nobenih vidnih epileptičnih napadov (izguba zavesti ali trzanje mišic). Vendar pa ugledni zdravniki avtizma menijo, da je preverjanje možganskih ritmov (še posebej, če se izvaja tudi med spanjem) lahko zelo pomembno pri prepoznavanju vrhov aktivnosti, ki lahko škodijo možganom.
In zdaj se zabava začne: otroka morate nekako prepričati, da med postopkom sodeluje z vami. Potem morate poiskati dobrega otroškega nevrologa, ki vam bo pomagal razvozlati podatke. Naslednji korak je odločitev, ali zdraviti področja povečane električne razdražljivosti, saj nobeno antikonvulzivno zdravilo ni popolnoma varno. Zelo težak in dolgotrajen proces. - Podroben krvni test: zelo pogosto pediatri ignorirajo ta preprost test. Če stremimo k temu, da so možgani dovolj nasičeni s kisikom, moramo najprej razumeti, ali otrok trpi za anemijo.
- Ocena ravni svinca in živega srebra v pacientovi krvi: Teorija, da se težke kovine lahko nekako »zaklenejo« v možganih, je kontroverzna in je bila predmet številnih razprav v medicinski skupnosti. Toda takšno preverjanje pogosto pomaga pomiriti zaskrbljene starše. Nasprotujem uvedbi posebnega provokatorja v telo, s katerim bodo težke kovine izstopale, ne da bi prej ugotovil njihovo izhodišče.
- Druge kovine: magnezij, kalcij in cink so zelo pomembni za številne kemične reakcije, ki potekajo v telesu. Izbirčni jedci pogosto pogrešajo bistvena hranila. Pomanjkanje mikrohranil lahko povzroči kožne izpuščaje in prebavne težave.
- Ocena ščitnice: Ponujam vam logično konstrukcijo. Imamo bolnika, ki kaže hiperaktivnost ali, nasprotno, letargijo in izgubo energije. Kako lahko vemo, da to stanje ni povezano z zdravjem ščitnice, če je ne pregledamo? Pravilen odgovor: nobenega.
- kromosomska analiza: Konvencionalni zdravniki staršem prepogosto pravijo, da je avtizem genetska bolezen in da ga je neuporabno zdraviti na kakršen koli način, razen razredov, kot je ABA. Zakaj torej ne bi sami preverili kromosomov? Če je z njimi vse v redu (vsaj v tolikšni meri, kot lahko trdi sodobna genetika), ima očitno biomedicinski poseg veliko več možnosti za uspeh, kot se običajno verjame.
- Zdravje prebavil: Najraje si ogledam podroben koprogram in preverim iztrebke za disbakteriozo, da z gotovostjo ugotovim, ali je v črevesju patološko razraščanje patogenih mikroorganizmov (vključno s kvasovkami) in kako poteka proces prebave beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov. Mimogrede, ko se bo zdravje črevesja povrnilo, bo otroka veliko lažje usposobiti za kahlico.
- Alergije na hrano: ko se telo z izločanjem imunoglobulinov odzove na sredstvo, ki prihaja iz zunanjega okolja, pride do vnetnega procesa, ki spodkopava celotno energijo telesa. Izogibanje živilom, za katere je znano, da so preobčutljivi, bo pomagalo odstraniti meglico ter izboljšati očesni stik in komunikacijo.
Dieta brez glutena in kazeina običajno ne deluje na dva načina: 1) Pacient ni alergičen na gluten ali kazein; 2) Otrok še naprej prejema nek tretji (četrti, peti ...) izdelek, na katerega ima alergijsko reakcijo.
Preverimo otroke preobčutljivost za zelo široko paleto živil in ne svetujemo neke splošne diete, temveč dieto, posebej izbrano za posameznega bolnika. Prav tako je treba urin testirati na sledove snovi, kot so opiati, ki so povezani s slabo absorpcijo glutena in kazeina v črevesju. - Raven vitaminov: predvsem je pomembno vedeti, ali bolnik s hrano dobiva dovolj vitaminov A in D. To je enostavno ugotoviti in prav tako enostavno rešiti z multivitaminskimi dodatki.
- Znanje o metabolizmu: informacije o tem, kako dobro delujejo bolnikove ledvice in jetra, bi moral biti seznanjen lečečemu zdravniku, saj to določa prenašanje številnih zdravil.
- Lipidna plošča: tako visoka kot nizka raven holesterola lahko povzroči zdravstvene težave. Če je holesterol zelo nizek, ga zlahka popravimo z zdravili, kar pogosto vodi do izboljšanja očesnega stika in komunikacije. Te informacije lahko vplivajo tudi na sestavo uporabljene prehrane.
Natančni vzroki za avtizem niso znani, eden od njih pa je lahko povezan z organskimi spremembami v bolnikovih možganih. Zdravnik vam lahko naroči MRI, da ugotovi vzrok motnje v razvoju možganov. Ali je avtizem viden na MRI in v katerih primerih je ta diagnostična metoda lahko uporabna, preberite v našem članku.
MRI za avtizem
Pri diagnozi avtizma se MRI uporablja za izključitev organskih vzrokov motnje. Če se na podlagi pridobljenih podatkov izkaže, da avtizem ne povzročajo strukturnih (organskih) sprememb v možganih, se bo lečeči zdravnik lahko obrnil na druge diagnostične metode.
Avtizem organskega izvora spremljajo spremembe v predelih možganov, ki so jasno vidne na MRI. Na primer, težave ali pomanjkanje komunikacijskih veščin lahko povzročijo spremembe v čelnem in temporalnem režnju možganov. Z organsko poškodbo možganov je mogoče zaslediti asimetrijo stranskih ventriklov.
Zakaj je MRI uporabna pri motnjah v razvoju možganov?
Diferencialna diagnozaV nekaterih primerih ima lahko avtizem klinične simptome, podobne drugim boleznim. Tako lahko z magnetno resonanco odkrijemo hidrocefalus, encefalopatijo, krvavitev, anomalije v razvoju možganov, gladkost možganske skorje in povečan intrakranialni tlak, značilen za druge patologije. Poleg tega MRI razkrije ishemično poškodbo možganov. Pravočasna diagnoza teh patologij bo omogočila predpisovanje najučinkovitejšega zdravljenja.
Odkrivanje tumorjevEden od možnih razlogov za razvoj avtizma je lahko prisotnost tumorja v možganih bolnika. MRI je najučinkovitejša metoda za diagnosticiranje novotvorb, ne glede na njihovo lokacijo in stopnjo. Pomembno je omeniti, da med diagnostiko ni škodljivega sevanja, ki bi lahko povzročilo rast tumorskih celic.
MRI v zgodnji diagnozi avtizma
V reviji Nature so februarja 2017 ameriški znanstveniki objavili rezultate študije zgodnje MRI diagnostike pri otrocih z avtizmom. Raziskovalci so ugotovili, da zgodnja diagnoza MRI odpira možnost za kirurški poseg in zdravljenje, ki je lahko učinkovitejše v začetni fazi. Na primer, pri otrocih s sumom na avtizem v starosti 6-12 mesecev so ugotovili razširitev površine možganov (povečanje njegove površine in volumna). Hkrati se atipična struktura možganov praviloma oblikuje do starosti dveh let. Po mnenju znanstvenikov pravočasna diagnoza omogoča takojšen začetek zdravljenja.
Na avtizem pri otroku je mogoče sumiti mesece pred pojavom prvih kliničnih simptomov.
Ameriški raziskovalci so našli dokaj natančen način za odkrivanje znakov avtizma pri otrocih z visokim tveganjem – tistih, katerih sestre ali bratje že trpijo za motnjo avtističnega spektra (ASD).
Običajno se simptomi ASD pojavijo pri otroku, starem od 2 do 3 leta, vendar raziskovalci verjamejo, da se spremembe v možganih, na katerih temelji ASD, pojavijo veliko prej, morda celo v maternici. Vrednotenje vedenjskih motenj ne pomaga pri prognozi, pa tudi genetske študije. Medtem ko so bile nekatere redke mutacije povezane z motnjami avtističnega spektra, večine primerov ni mogoče povezati s specifičnimi genetskimi spremembami.
V zgodnjih devetdesetih letih prejšnjega stoletja so psihiater Joseph Piven z Univerze Severne Karoline in drugi raziskovalci opazili, da imajo otroci z avtizmom običajno večje možgane. Vendar ni bilo jasno, kdaj se je rast pospešila, zato sta Joseph Piven in njegova kolegica, psihologinja Heather Cody Hazlett, skenirala možgane 106 otrok z visokim tveganjem z avtizmom, starih 6, 12 in 24 mesecev. Preglede možganov so opravili tudi pri 42 otrocih z nizkim tveganjem.
Petnajstim otrokom z visokim tveganjem so v 24 mesecih diagnosticirali avtizem. Glede na MRI se je volumen možganov pri teh otrocih povečal hitreje med 12 in 24 meseci v primerjavi z otroki brez diagnoze ASD. Hkrati so se pojavili vedenjski znaki avtizma. Raziskovalci so odkrili tudi možganske spremembe med 6 in 12 meseci, še preden se pojavijo simptomi ASD. Hkrati so ti otroci pokazali povečano rast površine možganske skorje.
Raziskovalci so nato razvili algoritem za napovedovanje ASD, ki temelji na MRI, ki je uspešno napovedal 30 od 37 (81%) diagnoz avtizma. Lažno pozitiven rezultat so opazili pri 4 od 142 otrok, ki pozneje niso imeli diagnoze ASD.
»Zdaj lahko naredimo dokaj natančno napoved, saj napovemo 8 od 10 primerov avtizma,« pravi dr. Piven. - To je velikega kliničnega pomena, saj vedenjski testi v zgodnji mladosti dajejo petdeset-petdeset možnosti. Seveda je potrebnih več raziskav, vključno z raziskovanjem potenciala drugih načinov slikanja pri odkrivanju zgodnjih možganskih sprememb.
"Tudi če so rezultati veljavni, so lahko klinične aplikacije omejene," pravi Cynthia Schumann, strokovnjakinja za medicinske tehnike slikanja na Univerzi v Kaliforniji. "Zaenkrat lahko govorimo le o prognozi za otroke z visokim tveganjem, ne pa za celotno populacijo."
Avtizem se pojavi pri približno 1 od 100 otrok v splošni populaciji, vendar ima otrok, katerega brat in sestra ima ASD, eno od petih možnosti za razvoj avtizma. Trenutno ni metod za zmanjšanje tveganja za razvoj avtizma, zato lahko zgodnja diagnoza služi le obveščanju družin.
Motnja avtističnega spektra (ASD) je nevrobiološka razvojna motnja, ki kaže znake kvalitativne okvare socialne interakcije (za diagnosticiranje ASD je mogoče uporabiti vprašalnik za analizo avtističnega spektra – ASSQ).
Za ASD so značilni osnovni simptomi, kot so vztrajno pomanjkanje socialne komunikacije in socialne interakcije v različnih kontekstih ter omejeno ponavljajoče se vedenje, interesi ali dejavnosti. Temeljni fenotip ASD je kvalitativno poslabšanje socialne interakcije (splošen klinični pogled) in v zadnjih 30 letih so bile izvedene različne študije slikanja možganov, vključno s funkcionalno magnetno resonanco (fMRI), ki se lahko šteje za del prizadevanja za raziskovanje nevronskih korelatov socialnega primanjkljaja pri ASD.
Med rezultati študij MRI, ki presegajo preprosto ocenjevanje možganov v smislu strukture in dejansko ocenjevanje delovanja vsakega področja možganov, kar omogoča "preučevanje in vivo«, ena najbolj prepričljivo ponovljenih ugotovitev je anomalija v tako imenovanem »socialnem področju možganov«.
"Socialno področje možganov" vključuje zgornji temporalni brazd (STS) in njegove sosednje regije, kot so srednji temporalni girus (MTG), fusiform gyrus (FG), amigdala (AMY), medialni prefrontalni korteks (MPFC), in spodnji čelni girus (IFG).
Znano je, da ima "socialno področje možganov" pomembno vlogo v družbenem spoznavanju, saj je "rezervoar" za kopičenje kognitivnih procesov, potrebnih za razumevanje in interakcijo z drugimi ljudmi. V številnih študijah FMRI je bilo ugotovljeno, da skupina bolnikov z ASD kaže hipoaktivacijo "socialnega področja možganov" v primerjavi z zdravimi kontrolami.
Za razumevanje socialnega primanjkljaja ASD (tj. kliničnih značilnosti) in za razlago rezultatov slikovnih študij možganov je treba poenostaviti številne osnovne procese ustrezne socialne interakcije med ljudmi, ki so kvalitativno pomanjkljivi pri bolnikih z ASD. Prvi korak je prepoznati čustva v izrazu obraza druge osebe. Naslednji korak je doživljanje in delitev čustvenih stanj druge osebe s posnemanjem in reproduciranjem identificiranih čustev v lastnem umu – »empatični proces«. V zvezi s tem lahko koncept "empatije" opredelimo kot "afektivno stanje, ki ga povzroča izmenjava čustev ali čutnih stanj druge osebe." Naslednji korak po empatičnem procesu je pogled na perspektivo druge osebe, razumevanje osnovne situacije in namere druge osebe, ki je sprožila določeno čustvo ali vedenje, ter predvidevanje in demonstriranje ustreznih odzivov. Temu pravimo "proces mentaliziranja" in je bistvenega pomena za uspešno socialno interakcijo.
Nevronski korelati, za katere je znano, da so povezani s ključnimi procesi družbene interakcije, omenjenimi zgoraj (tj. empatijo in mentalizacijo), so vključeni v področje družbenih možganov, ki kaže anomalijo pri slikovnih študijah bolnikov z motnjami avtističnega spektra. Zlasti zaznavanje čustvenega izraza obraza, ki je prvi korak pri razumevanju notranjega sveta druge osebe, je zapleten vizualni proces, ki ga spremlja aktivacija sprednjih limbičnih regij (npr. AMY) in drugih kortikalnih regij ( npr. STS in cingularna skorja), ter tudi aktivacija FA, ki je selektivno območje in je bistvenega pomena za kodiranje obraznih potez in prepoznavanje njegove identitete. Znano je, da ima STS pomembno vlogo pri vizualni analizi dinamičnih vidikov, zlasti sprememb v izrazu obraza. V naslednjem koraku je za vživljanje v čustva druge osebe pomembno, da izvedemo proces modeliranja vedenja in čustev druge osebe prek sistema zrcalnih nevronov (MNS). Z drugimi besedami, ko gledamo drugo osebo, ki izraža določeno čustvo, gremo skozi notranji proces posnemanja skozi aktivacijo našega MNS in tako lahko občutimo čustva, ki jih druga oseba doživlja, »kot da smo sami doživeli čustva." Ti MNS so vključeni tudi v območje IFG socialnega možganskega področja. Poleg tega je mentalizacija zmožnost razumeti namen vedenja druge osebe in predvideti "duševna stanja" druge osebe. Regije, ki so bile večkrat identificirane kot nevronske korelate, pomembne za mentalizacijo na podlagi študij MRI z uporabo različnih paradigm, so pSTS/TPJ, časovna polja in MPFC, ki so prav tako vključeni v regijo »socialnih možganov«.
Ko se otrokom z motnjo avtističnega spektra (ASD) pokažejo čustveni obrazni dražljaji, se na različnih področjih »socialnih možganov«, povezanih s socialno kognicijo, zmanjša njihova aktivnost. Zlasti otroci z ASD kažejo manj aktivnosti v desni amigdali (AMY), desnem zgornjem temporalnem brazdu (STS) in desnem spodnjem čelnem girusu (IFG). Aktivacija levega otoškega korteksa in desnega IFG kot odziv na slike veselih obrazov je manjša v skupini bolnikov z ASD. Podobne rezultate najdemo v levem zgornjem insularnem girusu in desni insuli v primeru nevtralne stimulacije.
Primanjkljaj socialne kognicije pri ASD je mogoče razložiti z okvaro zmožnosti vizualne analize "čustvenih obrazov", kasnejšim notranjim posnemanjem skozi zrcalni nevronski sistem (MNS) in možnostjo prenosa v limbični sistem za obdelavo prenesenih čustev. .
Različne vidne regije (npr. fusiform gyrus, spodnji in srednji okcipitalni gyrus, lingual gyrus itd.) sodelujejo pri obdelavi čustvenih izrazov obraza. Rezultati študij kažejo, da skupina ASD ne kaže zmanjšane aktivacije teh vidnih področij v primerjavi s kontrolno skupino, pri stimulaciji s sliko veselega obraza pa skupina ASD kaže precej povečano Rt aktivacijo. v okcipitalnem gyrusu v primerjavi s kontrolno skupino. To je mogoče razlagati tako, da kaže, da sta vizualna percepcija in analiza bistveni za uspešno socialno interakcijo, vendar so nadaljnji procesi, kot so notranje posnemanje, čustvena obdelava in interpretacija namenov vedenja druge osebe, kritični.
Območje otoške skorje ima vlogo pri povezovanju z limbičnim sistemom (t.i. "čustvenim središčem") in je potrebno, da z notranjim posnemanjem, ki se pojavlja v MNS, čutimo čustva druge osebe, kot da bi bila lastna čustva. Anatomsko je otoška regija povezana tako z MNS kot z limbičnim sistemom (za srečne in nevtralne obrazne dražljaje, skupina bolnikov z ASD kaže zmanjšano aktivacijo otoške regije.
Glede na "hipotezo desne hemisfere" sta obe možganski hemisferi različno specializirani glede obdelave čustev. Z drugimi besedami, desna hemisfera je edinstveno usposobljena za obdelavo čustev, medtem ko ima leva hemisfera podporno vlogo pri čustvenem procesiranju. Zdi se tudi, da si naloge, povezane s čustvi, delita obe možganski hemisferi, pri čemer je desna hemisfera specializirana za zaznavanje negativnih ali izogibanje povezanih čustev, medtem ko levo hemisfero aktivirajo čustva iz pozitivnih izkušenj.