ДИНАМИКА ЭНЦЕФАЛОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РОМБОВИДНОГО МОЗГА У МАЛЬЧИКОВ ПОДРОСТКОВОГО ВОЗРАСТНОГО ПЕРИОДА
ДИНАМИКА ЭНЦЕФАЛОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РОМБОВИДНОГО МОЗГА У МАЛЬЧИКОВ ПОДРОСТКОВОГО ВОЗРАСТНОГО ПЕРИОДА
Аннотация
Цель исследования — изучение динамики энцефалометрических параметров ромбовидного мозга у мальчиков подросткового возрастного периода.
Дефицит нормативных данных о морфогенезе структур ромбовидного мозга у мальчиков ограничивает возможности лучевой диагностики дизонтогенетических нейропсихиатрических расстройств, дебютирующих в подростковом возрасте. Разработка энцефалометрических критериев развития ромбовидного мозга позволит дифференцировать морфологические предикторы патологии и уточнить границы возрастной «нормы».
Проведен ретроспективный анализ МР-томограмм 120 мальчиков подросткового возраста (13–16 лет) без патологии ЦНС (по 30 человек в каждой возрастной группе). Проанализировано 11 морфометрических показателей варолиевого моста, продолговатого мозга и мозжечка. Оценка динамики осуществлялась на основе расчета коэффициента прироста (Wc, %) по методике Шмальгаузена.
Для мальчиков подросткового возраста была сформирована модель нейроморфогенеза ромбовидного мозга в виде параболической кривой с пиком преобразований в 14–15 лет («критическое звено» морфогенетической пластичности). Установлено, что для этого периода характерна синхронизированная реорганизация церебеллярных и стволовых структур в виде инверсии высоты моста (отрицательный прирост -25,9% с последующей инверсией до +36,2% к 16 годам). Также выявлено уменьшение ширины мозжечка (на -3,4%) и его левой гемисферы (на -4,4%), что представляет актуальность в дальнейшем изучении асимметрической изменчивости структур задней черепной ямки. Представленная динамика интерпретируется как нейроанатомическое отражение активного синаптического прунинга и интенсивной миелинизации понто-церебеллярных трактов, сопровождающихся транзиторным уменьшением объема серого вещества.
Дискретный характер динамики созревания ромбовидного мозга у мальчиков проявляет морфометрический параллелизм с развитием больших полушарий. Установленные закономерности прироста параметров могут использоваться в детской рентгенологии как объективные критерии нормального нейроразвития ромбовидного мозга.
1. Введение
Большинство существующих в детской нейрорентгенологии исследований нуждаются в уточнении с учетом полового диморфизма и дискретных возрастных промежутков подросткового возрастного периода
, . Представленные в прикладной лучевой диагностике магнитно-резонансные (МР) нормы морфометрии ромбовидного мозга (стволовых и церебеллярных структур) базируются преимущественно на усредненных выборках, объединяющих широкие возрастные диапазоны без учета хронофизиологических интервалов полового созревания . Отмечено, что данный подход нивелирует влияние пубертатного гормонального статуса на траектории роста белого вещества, которое, по данным лонгитюдных исследований, у мальчиков достигает пиковых значений в объёмах в среднем на 1,5–2 года позже, чем в аналогичных сравниваемых выборках девочек , .Актуальность изучения вариантной нейроанатомии ромбовидного мозга у мальчиков обусловлена высокой распространённостью в популяции детей подросткового возраста манифестирующих нейропсихиатрических расстройств, с доказанным дизонтогенетическим компонентом структур ствола и мозжечка
, . Так, сообщается, что расстройства аутистического спектра и синдром дефицита внимания и гиперактивности, диагностируемые у мальчиков в 3–4 раза чаще, чем у девочек и ассоциированы с гипоплазией червя мозжечка или изменениями линейных размеров покрышки моста , , . Однако верификация морфологических маркеров психоневрологической патологии невозможна без сопоставления с данными «нормы», учитывающими половозрастную динамику параметров ромбовидного мозга у здоровых мальчиков подростков , , .Необходимость дифференцированного подхода к морфометрии у мальчиков-подростков предопределяется и нейробиологическими особенностями в ходе онтогенеза. Так, андрогены модулируют активность роста и пролиферации олигодендроглии, а также процессы миелинизации локальных проводящих путей
, , . Кроме того, критичный для когнитивного созревания синаптический прунинг в церебеллярных и понто-кортикальных трактах у мальчиков в подростковом возрасте протекает с отличной от девочек динамикой, что требует дифференцированной оценки линейных и объемных показателей , . Недостаточность исследований, методология которых предусматривает сегрегацию энцефалометрических стандартов для ромбовидного мозга по полу и хронологическим интервалам подросткового возраста существенно ограничивает возможности объективной оценки морфологической зрелости структур задней черепной ямки . Таким образом, систематизация данных о динамике энцефалометрических показателей структур ромбовидного мозга у мальчиков подросткового возраста представляет собой актуальное направление в нейрорадиологии, необходимое для установления границ многовариантной морфологической нормы . Целью данного исследования является изучение динамики энцефалометрических параметров ромбовидного мозга у мальчиков подросткового возрастного периода.2. Методы и принципы исследования
Был произведен ретроспективный анализ материалов МР-томограмм (томографы Leona 6400 и Immton с силой поля 0,15 Тл и 0,23 Тл соответственно) головного мозга 120 мальчиков (30 мальчиков для каждой возрастной подгруппы) 13–16 лет. В исследование были включены дети, у которых не были диагностированы органические заболевания ЦНС, психические и поведенческие нарушения. Анализ осуществлялся по следующим энцефалометрическим:
1) длина моста (мм);
2) высота моста (мм);
3) длина продолговатого мозга (мм);
4) высота продолговатого мозга на уровне верхней границы (мм);
5) высота продолговатого мозга на уровне нижней границы (мм);
6) длина червя мозжечка (мм);
7) высота червя мозжечка (мм);
8) длина полушарий мозжечка (мм);
9) ширина мозжечка (мм);
10) ширина полушарий мозжечка (мм);
11) высота полушарий мозжечка (мм).
При нейровизуализации использовались импульсные последовательности Т1- и Т2-ВИ для сагиттальной и аксиальной плоскости, Т2-ВИ — для фронтальной. Выявление динамических изменений в ходе сопоставления исследуемых групп проводилось на основе расчета коэффициента прироста (Wc, %) по методике Шмальгаузена. Соответствие морфометрических параметров ромбовидного мозга нормальному распределению устанавливалось посредством критерия Колмогорова-Смирнова. Накопление и численная обработка данных осуществлялась с применением программы Microsoft Excel 2016 (Microsoft Corp., США). Статистический анализ проводился в программе Statistica 12.0 (StatSoft Inc., CША). Результаты оценивались с помощью параметрического критерия t-Стьюдента считались 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 во всех рассматриваемых возрастных интервалах с чередованием приращения и уменьшения линейных размеров (см. таб. 1). В группе мальчиков 13–14-ти лет наблюдалась «разноскоростная» динамика. Так, на фоне преобладания положительной динамики стволовых структур, для мозжечка и его левой гемисферы отмечалось уменьшение их ширины на 3,4% и 4,4% соответственно. В группе детей 14–15 лет, наблюдалась аналогичная динамика в виде преобладания положительных результатов, за исключением высоты моста, которая демонстрировала атипичность в виде уменьшения параметра на 25,9%. При анализе энцефалометрических тенденций у мальчиков 15–16-ти лет установлено, что практически все рассматриваемые параметры характеризовались отрицательным приростом линейных размеров, кроме высоты моста (увеличение составило 36,2%).
Обобщение данных по возрастной динамике энцефалометрических показателей ромбовидного мозга у мальчиков подросткового возрастного периода
± 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
Исследуемый показатель: | 13/14 лет | 14/15 лет | 15/16 лет | Характеристика прироста |
Длина моста | 14,6*±2,5 | 4,9±2,1 | -11,1*±1,6 | ↑−↓ |
Высота моста | -0,6±1,5 | -25,9*±10,2 | 36,2*±1,5 | −↓↑ |
Длина продолговатого мозга | 8,5*±2.4 | 4,3*±2,1 | -12,7±2,3 | ↑↑− |
Высота прод. мозга (верх. граница) | 0,85±2,1 | 5,3*±0,7 | -19,9±1,6 | −↑− |
Высота прод. мозга (нижн. граница) | 8,5*±1,7 | 25,03*±7,1 | -23,6±1,2 | −↑− |
Длина червя мозжечка | 3,6*±0,4 | 9,4*±3,2 | -7,6*±3,3 | ↑↑↓ |
Высота червя мозжечка | 5,8*±0,5 | 34,8*±2,5 | -25,1*3,1 | ↑↑↓ |
Длина полушарий мозжечка_Пр. | 0,6±0,1 | 17,7*±3,2 | -9,7*±2,2 | −↑↓ |
Длина полушарий мозжечка_Лев. | -0,95±0,2 | 20,1*±4,3 | -8,1*±3,2 | −↑↓ |
Ширина мозжечка | -3,4*±0,7 | 14,5*±6,2 | -8,4*±2,2 | ↓↑↓ |
Ширина полушарий мозжечка_Пр. | -2,5±0,6 | 16,3*±3,9 | -5,1*±0,75 | −−↓ |
Ширина полушарий мозжечка_Лев. | -4,4*±2,1 | 10,5*±4,4 | -9,5*±3,4 | ↓↑↓ |
Высота полушарий мозжечка_Пр. | 5,2*±2,5 | 0,3±0,1 | -4,2*±2,2 | ↑−↓ |
Высота полушарий мозжечка_Лев. | 7,8±2,3 | 4,8*±3,5 | 1,8±0,9 | −↑− |
4. Обсуждение
Анализ возрастной динамики структур ромбовидного мозга у мальчиков подросткового периода выявил выраженную нелинейность нейроморфогенеза, характеризующуюся дискретностью фаз активного прироста и относительной стабилизации параметров (см. рис. 1)
. Так, разнонаправленная модель созревания структур ромбовидного мозга для мальчиков 13–14-ти лет демонстрирует процессы стабилизации нейропиля коры мозжечка, для которой уменьшение линейных размеров может свидетельствовать об активности синаптического прунинга, а преобладание по ширине левого полушария мозжечка представляет дальнейший интерес в изучении вариантной билатеральной асимметрии , . Наибольшее количество статистически значимых изменений энцефалометрических показателей приходится на возрастную группу 14–15-ти лет, что было определено нами как «критическое звено» морфогенетической пластичности, характеризующейся синхронизированной реорганизацией структур ромбовидного мозга , . Отрицательный прирост в группе сравнения 15–16-ти лет, вероятно, соответствует стабилизации морфогенеза и формированию дефинитивной модели ромбовидного мозга , . Представленные изменения согласуются с существующими данными о пиках наиболее интенсивных структурных трансформациях в концепциях нормального нейроразвития ребенка , , .
Нелинейная (параболическая) характеристика динамики церебральных параметров у мальчиков в течение подросткового возрастного периода
13-16 лет; числа на горизонтальной оси обозначают суммарное количество статистически значимых различий в трёх рассматриваемых возрастных промежутках
5. Заключение
Морфогенез структур ромбовидного мозга у мальчиков 13–16 лет соответствует параболической зависимости с пиком преобразований в 14–15 лет. Этот период определен как «критическое звено» морфогенетической пластичности. Наиболее выраженная динамика выявлена для высоты моста (уменьшение прироста на 25,9% к 15 годам, и увеличение до 36,2% к 16). Изменение ширины мозжечка и его левой гемисферы (снижение на 3,4 и 4,4% соответственно), вероятно, отражает процессы локального синаптического прунинга и миелинизации проводящих путей, что представляет актуальность в изучении билатеральной асимметрической изменчивости. Установленные закономерности служат объективными критериями «нормы» при диагностике дизонтогенетических нейропсхихиатрических заболеваний. Тем не менее, ретроспективный характер исследования ограничивает оценку гормонального профиля у подростков, в связи с чем необходимо дальнейшее изучение взаимосвязи нейроразвития со стадиями полового созревания при нейровизуализации ромбовидного мозга.