ДИНАМИКА ЭНЦЕФАЛОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУШАРИЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА У МАЛЬЧИКОВ ПОДРОСТКОВОГО ВОЗРАСТНОГО ПЕРИОДА
ДИНАМИКА ЭНЦЕФАЛОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУШАРИЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА У МАЛЬЧИКОВ ПОДРОСТКОВОГО ВОЗРАСТНОГО ПЕРИОДА
Аннотация
Цель исследования — изучение динамики энцефалометрических параметров полушарий головного мозга у мальчиков подросткового возрастного периода.
Несмотря на стремительное развитие методов нейровизуализации в изучении изменчивости церебральных структур у взрослых людей, отмечается недостаточное количество исследований, рассматривающих нормальное морфологическое развитие большого мозга, и, в частности, полушарий в контексте половозрастных различий у детей подросткового возраста. В то же время доказана взаимосвязь вариативных и отклоняющихся от «нормы» структурных изменений с рядом психоневрологических заболеваний, дебютирующих в подростковом возрасте, что представляет актуальное направление в детской неврологии и психиатрии, а также лучевой диагностике при рассмотрении критериев нормального морфогенеза и диагностических предикторов.
Было проведено ретроспективное исследование по материалам архивных МР-томограмм головного мозга 120 мальчиков (30 мальчиков для каждой возрастной группы) 13–16 лет. Были проанализированы энцефалометрические показатели мозга, обоих полушарий и формирующих их долей. Оценка динамики определялась по коэффициенту приращения параметра.
По результатам анализа, нами была сформирована половозрастная модель динамики церебральных структур для мальчиков в виде нелинейной кривой с пиками наибольших энцефалометрических изменений в конце подросткового возрастного периода. Установлено, что у мальчиков идет двусторонний рост четырех долей, при этом наиболее последовательными по возрастным интервалам в приросте являются затылочные доли.
Обнаруженные в ходе половозрастной динамики энцефалометрические различия в приросте могут использоваться в детской рентгенологии как критерии нормального нейроразвития полушарий большого мозга.
1. Введение
С внедрением в нейроанатомию неинвазивных методов исследования, в частности магнитно-резонансной томографии, стали общеизвестны фундаментальные вопросы, касающиеся закономерностей нормального нейроморфогенеза головного мозга и составляющих его отделов
. Однако существующие исследования в области анатомической изменчивости церебральных структур в своём большинстве рассматривают совокупность морфологических параметров для взрослых людей с акцентуацией на пожилой и старческий возраст либо в динамике соответствующих диапазонов возрастов, либо непосредственно на момент их изучения. В то же время для лучевой диагностики в педиатрии, в частности для детей подросткового возраста, отмечается недостаточное количество прикладных исследований, представляющих актуальное направление как в изучении общих морфологических закономерностей развивающегося головного мозга в контексте пола, так и последующей интерпретации данных нейровизуализации в клинике .Действительно, установлена роль подросткового возраста, как одного из ключевых в развитии мозга, и особенно его полушарий, и обуславливающего наиболее значимые по их динамике и количественным изменениям в гисто- и миелоархитектонике морфологические изменения, что, в свою очередь, определено влиянием пиков гормональной активности при половом созревании
, . И тем не менее частью исследователей сообщается о спорной роли полового фактора в динамике морфологии полушарий у подростков, ссылаясь на многовариантность индивидуальных аллометрических пропорций тела, как доминирующий в их развитии параметр , . Стоит отметить, что развивающаяся с определённой частотой и интенсивностью проявлений у детей подросткового возраста, и в частности для мальчиков, разная психоневрологическая симптоматика, позволила не только доказать гипотезы о взаимосвязи специфических морфофункциональных изменений полушарий с такими детскими расстройствами, как тикозные гиперкинезы и синдром дефицита внимания и гиперактивности, но и интегрировать полученные результаты, как этиопатогенетическое звено, в их нозологию , , .Анализ энцефалометрических характеристик полушарий конечного мозга с последующим выведением моделей их нормального морфогенеза у мальчиков подросткового возраста, с оценкой их морфометрических вариативных показателей в контексте возрастной церебральной динамики является актуальным направлением не только для нейроанатомии, но и для лучевой диагностики в педиатрии, а полученные в качестве «эталонов» морфометрические данные от «нормы» предоставят возможность разработки диагностических предикторов для ряда психоневрологических расстройств с началом или экспрессией симптоматики в подростковом возрасте . Целью данного исследования является изучение динамики энцефалометрических параметров полушарий головного мозга у мальчиков подросткового возрастного периода.
2. Методы и принципы исследования
Было проведено ретроспективное исследование по материалам архивных МР-томограмм головного мозга 120 мальчиков (30 мальчиков для каждой возрастной группы) 13–16 лет, согласно возрастной периодизации онтогенеза, принятой АПН СССР (Москва, 1965). В исследование были включены дети, в анамнезе которых не были задокументированы органические заболевания ЦНС, психические и поведенческие расстройства.
Были проанализированы следующие энцефалометрические параметры:
1) высота (мм);
2) ширина (мм);
3) общий объём мозга (см³);
4) широтно-продольный показатель мозга (%);
5) высотно-продольный показатель мозга (%);
6) длина (мм)
7) ширина (мм);
8) высота (мм);
9) широтно-продольный показатель для правого и левого полушарий (%)
10) высотно-продольный показатель для правого и левого полушарий (%);
11) длина лобной доли для полушарий с обеих сторон (мм);
12) длина теменной доли для полушарий с обеих сторон (мм);
13) длина затылочной доли для полушарий с обеих сторон(мм);
14) длина височной доли для полушарий с обеих сторон (мм).
Оцениваемая при сравнении выборок динамика определилась по коэффициенту приращения показателя (Wc, %), согласно формуле Шмальгаузена. Количественные показатели энцефалометрических показателей полушарий оценивались на предмет соответствия нормальному распределению с помощью критерия Колмогорова-Смирнова. Накопление, корректировка, систематизация исходной информации осуществлялись в электронных таблицах Microsoft Excel 2016 (Microsoft Corp., США). Статистический анализ проводился с использованием программы Statistica 12.0 (StatSoft Inc., CША). Для сравнения средних величин в нормально распределенных совокупностях численных данных использовался t-критерий Стьюдента. Различия энцефалометрических показателей считали статистически значимыми при p <0,05.
3. Основные результаты
При проведении статистического анализа возрастных групп мальчиков нами была определена модель морфогенеза с наибольшим количеством статистически значимых изменений в группах 14–15 и 15–16 лет и с чередованием приращения и уменьшения объёма. Так, в группе мальчиков 14–15 лет, несмотря на общее превалирование отрицательных по величине изменений, установлено увеличение высотно-продольного показателя правого полушария на 2,92% и левого на 6,76%, однако на конец подросткового возрастного периода наблюдается снижение показателя для обоих полушарий. В группе сравнения 15–16 лет аналогично обнаруживается отсутствие выраженной положительной динамики, при этом отмечен рост правой затылочной доли на 5,24% и левой на 7,36%, не фиксируемое у мальчиков 14–15 лет (см. табл. 1). Продемонстрированный нами рост полушарий у мальчиков можно представить в виде растущей кривой, а её плато приходится на две последующие группы сравнения (см. рис. 1). Стоит отметить, что во всех возрастных группах характерно чередование приращения и уменьшения объёма для определенных церебральных структур, что обуславливает дальнейшую актуальность изучения их моделей развития.
Таблица 1 - Обобщение данных по возрастной динамике энцефалометрических показателей полушарий у мальчиков подросткового возрастного периода
Исследуемый показатель | 13/14 лет | 14/15 лет | 15/16 лет | Характеристика прироста |
Объем мозга (см³) | 2,12 | -7,54 | 0,66 | −−− |
Длина правого полушария (мм) | 3,28 | -4,22 | 1,80 | −−− |
Длина левого полушария (мм) | 1,77 | -4,96* | 3,53 | −↓− |
Ширина мозга (мм) | 0,00 | -7,25* | 2,19 | −↓− |
Ширина правого полушария (мм) | 1,29 | -7,22* | 1,81 | −↓− |
Ширина левого полушария (мм) | -1,30 | -6,62* | 1,52 | −↓− |
Высота мозга (мм) | -1,04 | 1,50 | -2,51 | −−− |
Высота правого полушария (мм) | 2,56 | 1,13 | -5,97* | −−↓ |
Высота левого полушария (мм) | 4,36* | -0,28 | -6,44 | ↑−− |
Широтно-продольный показатель мозга (%) | -2,45* | -2,90 | 0,00 | ↓−− |
Широтно-продольный показатель правого полушария (%) | 0,98 | -3,02 | 0,00 | −−− |
Широтно-продольный показатель левого полушария (%) | -2,93 | -1,74 | -1,77 | −−− |
Высотно-продольный показатель мозга (%) | -1,20 | 3,23 | -4,74* | −−↓ |
Высотно-продольный показатель правого полушария (%) | 1,58 | 2,92* | -7,83* | −↑↓ |
Высотно-продольный показатель левого полушария (%) | 0,32 | 6,76* | -10,45* | −↑↓ |
Длина правой лобной доли (мм) | 5,74 | 0,17 | -13,82* | −−↓ |
Длина левой лобной доли (мм) | 3,64 | -6,71 | -7,80* | −−↓ |
Длина правой теменной доли (мм) | 7,05 | -32,20* | 2,48 | −↓− |
Длина левой теменной доли (мм) | 7,19 | -27,87* | 3,87 | −↓− |
Длина правой затылочной доли (мм) | 5,32 | -28,68* | 5,24* | −↓↑ |
Длина левой затылочной доли (мм) | 10,16* | -34,79* | 7,36* | ↑↓↑ |
Длина правой височной доли (мм) | -2,23 | -0,50 | -15,52* | −−↓ |
Длина левой височной доли (мм) | -0,49 | 0,25 | -19,41* | −−↓ |
Примечание: изменчивость возрастных различий – Wc, %; знаком «*» в ячейках таблицы обозначены статистически значимые для возрастной динамики показатели мальчиков; в последнем столбце символ «↑» характеризует положительную динамику для показателя с течением возраста; символ «↓» характеризует отрицательную динамику; символ «−» обозначает отсутствие статистически достоверной динамики
Рисунок 1 - Нелинейная характеристика динамики церебральных параметров у мальчиков в течение подросткового возрастного периода (13-16 лет)
Примечание: числа на горизонтальной оси обозначают суммарное количество статистически значимых различий в трёх рассматриваемых возрастных промежутках
4. Обсуждение
Данные выводы подтверждаются результатами прочих исследований о нелинейном развитии полушарий, а обнаруженные нами наиболее интенсивные структурные изменения в большом мозге у мальчиков наблюдаются в конце пубертатного периода
. При этом динамика развития полушарий у мальчиков в целом характеризуется ростом четырёх долей обоих полушарий, при этом стабильный в течение всех возрастных интервалов и преимущественный прирост идёт за счет затылочных долей, в частности левого полушария. Весьма интересные результаты по вариативному и чередующемуся приращению при оценке динамики параметров большого мозга, вероятнее всего, обусловлены, с одной стороны, активными для подросткового возраста гистологическими изменениями в долях полушарий по типу физиологического прунинга и миелинизации нервных волокон. Ленрут и соавторы сообщают, что у детей периодов второго детства и подросткового возраста независимо от пола происходят разнонаправленные процессы в цито-и и миелоархитектонике в виде уменьшения объёма серого вещества коры некоторых долей полушарий и избыточной миелинизации аксонов их белого вещества, что, по мнению авторов, обосновывается оптимизирующей ролью прунинга, сменяющего чрезмерный синаптогенез в раннем и первом детстве . С другой стороны, изменчивость процентажа энцефалометрических параметров, может быть определена и индивидуальными вариациями в продольном размере мозгового отдела черепа .Таким образом, взаимосвязь энцефалометрических параметров полушарий у подростков с гистологическими аспектами реорганизации серого и белого вещества в контексте прунинга, а также с индивидуальными по возрасту и полу размерами мозгового черепа, требует к себе большего внимания и проведения дальнейших прикладных морфологических исследований с междисциплинарным подходом.
5. Заключение
При изучении динамики церебральных показателей полушарий у мальчиков подросткового возраста установлены морфологические модели развития конечного мозга в виде нелинейных кривых с пиками наибольших энцефалометрических изменений в конце подросткового возрастного периода. Определены структурные различия, за счёт которых преимущественно осуществляется морфогенез полушарий (двуполушарный рост четырёх рассматриваемых долей, с наиболее последовательным приращением в затылочных долях у мальчиков). Выявленные в ходе возрастной изменчивости различия для каждого возрастного интервала могут быть интерпретированы в лучевой диагностике как энцефалометрические варианты нормального развития полушарий.