Мрт может показать умственную отсталость

    Умственная отсталость — это расстройство развития, связанное с нарушением когнитивного функционирования ниже среднего уровня и дефицитом адаптивного поведения. Если говорить более точно, умственную отсталость нельзя называть  задержкой развития или задержкой психического развития, посокльку последнее обычно фиксируется до трех лет. Умственная отсталость  обычно соответствует коэффициенту интеллекта (IQ) <70 и имеет распространенность около 2–3% в общей популяции населения. В течение нескольких десятилетий уже  было известно, что умственная отсталость может быть результатом как вредных факторов окружающей среды, так и генетических факторов в процессе развития . Оба эти фактора могут влиять на толщину коры. С другой стороны, генетические факторы могут играть и решающую роль в патологическом развитии коры. Фактически, было обнаружено, что мутации в некоторых генах, участвующих в этиопатогенезе умственной отсталости, такие как  ген X хрупкой хромосомы умственной отсталости 1, олигофренин 1, р21-активированная киназа и фактор обмена ро-гуаниновых нуклеотидов 6, прямо или косвенно влияют на ламинарную организацию, «руководство направлением аксонов»  и правильное «подключение» нейронов друг к другу.

    Основная причина умственной отсталости часто остается неясной, несмотря на обширные клинические исследования. На основе методов магнитно-резонансной томографии in vivo было проведено множество исследований с целью  выявления структурных нарушений головного мозга у пациентов с умственной отсталостью. Большинство из этих исследований были выполнены вполне качественно и были сосредоточены на изменениях белого вещества у пациентов с умственной отсталостью, в то время как изменения коры головного мозга изучены в меньшей степени.  Количественный анализ целостности коры с  измерением толщины коры может дать новое понимание патологии серого вещества при умственной отсталости.  Количественные исследования необходимы для дальнейшего изучения структурных нарушений мозга у пациентов с умственной отсталостью. Согласно нейропатологическим исследованиям, патология умственной отсталости связана с потерей нейронов и дисгенезом  во множестве областей коры мозга. Таким образом, количественные карты целостности коры мозга пациентов с умственной отсталостью могут способствовать пониманию патогенеза этого расстройства.

    При исследовании коры мозга сегодня рекомендуется проводить не ручную и достаточно трудоемкую обработку отдельных регионов коры (ROI) , а автоматизированную морфометрию на основе вокселей (VBM). Кроме того, методы, основанные на ROI, должны априори определять область интереса и ограничивать выявление изменений в других местах коры головного мозга. Недавно были разработаны усовершенствованные подходы к обработке изображений для измерения толщины кортикального слоя путем вычисления расстояния между серым веществом и поверхностями белого вещества по всей кортикальной мантии. Действительно, толщина коры является более прямым и биологически значимым измерением, которое может отражать размер, плотность и расположение клеток. Отношения между толщиной коры и IQ также исследовались многими исследователями для определения нейроанатомических субстратов человеческого интеллекта.

   Замечено, что у пациентов с умственной отсталостью значительно уменьшена толщина кортикального слоя во многих областях мозга. Наиболее часто эти области включают в себя:  двухстороннее поражение извилин ( лингвальная,  веретенообразная, парагиппокампальная,  височный полюс) , левую нижнюю височную извилину, правую латеральную  орбитофронтальную кору и правую прецентральную извилину. Некоторые исследователи  пациентов с задержкой умственного развития показали значительное уменьшение регионального объема серого вещества в затылочных долях, лобных долях, правой височной доле и двусторонней теменной доле. Интерпретация таких результатов, однако, затруднительна, учитывая, что на этапе сглаживания VBM могут использоваться структуры, которые находятся в непосредственной пространственной близости, но не тесно связаны анатомически. Кроме того, интерпретация различий, полученных с помощью VBM, может быть затруднена, поскольку она не измеряет фактическую физическую характеристику напрямую.

     Более низкие региональные объемы серого вещества также отмечались в парагиппокампальной извилине и прецентальной извилине у пациентов с синдромом ломкой Х хромосомы по сравнению с обычно развивающимися мальчиками. Напомним читателю моего Блога , что парагиппокампальная извилина и лингвальная извилины участвуют в пространственной обработке информации, а также в кодировании новизны и памяти. Активации в парагиппокампальной извилине, лингвальной  извилине, веретенообразной извилине и нижней височной извилине были задокументированы во многих исследованиях рабочей памяти. Таким образом, наблюдаемое уменьшение толщины кортикального слоя в этих регионах может быть связано с дефицитом рабочей памяти, о котором часто сообщалось при умственной отсталости.

     Классически, развитие центральной нервной системы делится на три основных этапа: генерация нейронов, миграция и дифференциация / созревание.  Аберрации на одном или нескольких из этих этапов могут иметь долгосрочные последствия для целостности более высоких когнитивных способностей. Во многих  исследованиях сообщалось о нарушениях развития у пациентов с умственной отсталостью. В своем обзоре G. Schaefer et al. ( 1999 ) описал общие пороки развития головного мозга, связанные с нарушениями развития у пациентов с умственной отсталостью. У пациентов с неклассифицированной умственной отсталостью во многих исследованиях сообщалось об уменьшении количества и длины дендритных ветвей, а также о аберрантной морфологии и количестве дендритных шипов. Возможно ,  в качестве альтернативы, наблюдаемое уменьшение толщины кортикального слоя у пациентов с умственной отсталостью может быть вторичным следствием недостаточного вклада в определенные области мозга, вызванного первичными аномалиями белого вещества.

    Используя различные методы нейровизуализации, аномалии белого вещества интенсивно исследовались у пациентов с умственной отсталостью. Например, во многих исследованиях МРТ сообщалось об аномалиях мозолистого тела и изменениях белого вещества у пациентов с умственной отсталостью. Исследования диффузионной тензорной визуализации также показали, что у пациентов с умственной отсталостью фракционная анизотропия значительно ниже, чем у здоровых людей  во многих трактах белого вещества. Следовательно, очаговое повреждение белого вещества и его связности у пациентов с умственной отсталостью может быть причиной уменьшения толщины коры в соответствующих областях коры головного мозга.

     При умственной отсталости уменьшение толщины коры может быть вызвано различными механизмами. Во-первых, уменьшение толщины коры может быть связано с первичными гистопатологическими аномалиями развития, включая дефектную генерацию или миграцию нейронов, плотность клеток и микроколоночные изменения.

    Уменьшение толщины кортикального слоя может быть анатомическим субстратом для нарушения когнитивного функционирования и дефицита адаптивного поведения у пациентов с умственной отсталостью.  Толщина кортикального слоя может быть  суррогатным маркером при клинических испытаний нейропротекторных препаратов.