Gender differences in the morphometric parameters of cerebellar structures in adolescents
Gender differences in the morphometric parameters of cerebellar structures in adolescents
Abstract
The work presents a comparative retrospective analysis of the morphometric characteristics of the cerebellum, as determined by magnetic resonance imaging (MRI), in 17-year-old boys and girls.
The results of the analysis showed that the width of the cerebellar hemispheres was significantly greater in boys than in girls. A similar tendency was found when assessing the individual hemispheres. The height of the hemispheres in boys was also higher than in girls, whereas differences in length were statistically significant only for the left hemisphere.
The obtained data indicate the presence of sexual dimorphism in the morphometric characteristics of the cerebellum in 17-year-olds. The research results may be utilised in clinical practice to clarify the age- and sex-related characteristics of brain structure development.
1. Введение
Мозжечок регулирует тонус осевой мускулатуры, равновесие, пространственную ориентацию, координирует произвольные движения и сенсомоторную адаптацию, а также участвует в когнитивных процессах, включая внимание, речь, планирование и эмоциональную регуляцию .
В последние годы в научной литературе появились исследования, посвящённые оценке полового диморфизма мозжечка, однако их результаты остаются неоднозначными и противоречивыми . Большинство работ сосредоточено на морфометрии конечного мозга и отдельных долей мозжечка у взрослых участников, реже — у детей, при этом подростковая и средневозрастная когорты часто исключаются. Такие ограничения выборки и ретроспективный характер исследований объясняют расхождения в полученных данных.
Так, крупные популяционные исследования показали, что у мужчин высота серого вещества в ряде структур, включая мозжечок, превышает аналогичные показатели у женщин . В то же время метаанализ и отдельные работы отмечают более выраженное возрастное снижение объёма серого вещества у женщин, особенно в VIII дольке полушарий, а также VI и VII дольках червя мозжечка . Другие исследования выявляли межполушарную асимметрию мозжечка: в передних отделах правое полушарие больше левого, в задних — наоборот , тогда как часть работ подобных различий не фиксировала.
Исследования детской выборки (8–12 лет) показали, что у мужчин объём серого вещества больше в ряде долей и ножках мозжечка, а у женщин более выраженные когнитивные и двигательные функции коррелируют с толщиной белого вещества в отдельных областях . При учёте возраста выявлены гендерные различия в региональной массе мозжечка, где у женщин она, как правило, выше, за исключением долей VIIIA и VIIIB . Эти данные подтверждают существование структурного полового диморфизма, проявляющегося как в абсолютных, так и в относительных показателях объёма и массы, что может быть связано с общими антропометрическими и гормональными различиями, а также с различными темпами онтогенетического развития.
Современные методы нейровизуализации, включая высокоразрешающую МРТ, диффузионную МРТ и многомасштабный анализ структурных и беломассовых соединений, позволяют более точно оценивать морфологию, микроструктуру и связи мозжечка , . Эти технологии дают возможность выявлять различия на уровне отдельных долей, слоёв серого и белого вещества и внутримозжечковых связей, чего не обеспечивают классические ретроспективные методы.
С учётом ограниченности данных о подростках и противоречивости существующих результатов, изучение полового диморфизма мозжечка в юношеском возрасте остаётся актуальной научной задачей. В рамках нашего исследования были проведены анализы структур головного мозга у детей разных возрастов, которые выявили половые различия, однако вопрос о специфике морфометрии мозжечка требует дальнейшего детального изучения.
Цель исследования — ретроспективный анализ морфометрических параметров мозжечка по данным МРТ у лиц юношеского возраста с оценкой различий по гендерному признаку.
2. Методы и принципы исследования
В исследование включены 120 магнитно-резонансных томограмм, среди которых 60 томограмм принадлежали девушкам и 60 — юношам. Исключались томограммы лиц с признаками органических нарушений головного мозга или заболеваний ЦНС. Сканирование проводилось на аппарате МРТ «Образ-1» (сила поля 0,12 Тл), «Imttom» (cuлa поля 0,23 Тл), томографе “Icona 6400”(сила поля 0,15 Тл) с использованием режима Т1-взвешенных изображений. Проанализированы следующие параметры: ширина мозжечка (определялась как расстояние между латеральными углами мозжечка, измерялась на аксиальных срезах); ширина левого, правого полушарий мозжечка (определялась как расстояние от латерального угла мозжечка к срединной линии червя, измерялась на аксиальных срезах справа и слева); высота левого, правого полушарий мозжечка (определялась как длина линии, соединяющей наиболее отстающие точки на верхней и нижней поверхности полушария, измерялась на парасагиттальных срезах отдельно справа и слева); длина левого, правого полушарий мозжечка (определялась как расстояние между передним и задним углами мозжечка отдельно справа и слева, измерялась на аксиальных срезах). Для обработки изображений применялось программное обеспечение каждого из томографов. Количественные показатели проверялись на соответствие нормальному распределению с помощью критерия Колмогорова–Смирнова. Накопление, корректировка и систематизация исходной информации осуществлялись в Microsoft Excel 2016. Статистический анализ проводился с использованием Statistica 10.0 (StatSoft Inc., США). Результаты считались статистически значимыми при p < 0,05.
3. Основные результаты
В рамках исследования был проведен сравнительный анализ данных МРТ представителей мужского и женского пола в юношеском возрасте.
Было установлено, что ширина полушарий мозжечка у юношей превышает соответствующий показатель у девушек и составляет 105,6±0,9 мм против 100,4±2,2 мм. Рассмотрены показатели ширины каждого полушария отдельно: ширина левого полушария у юношей составила 47,6±0,7 мм, у девушек — 42,9±0,5 мм; ширина правого полушария — 48,4±0,8 мм у юношей и 43,6±0,7 мм у девушек (см. рис. 1).
Т1-ВИ в сагиттальной плоскости (второй парасагиттальный срез):
AB – длина полушария мозжечка; CD – высота полушария мозжечка
Что касается длины полушарий, достоверные гендерные различия были выявлены только для левого полушария, длина которого у девушек превышает соответствующий показатель у юношей (60,0±1,4 мм против 58,0±0,7 мм).
Статистически значимых данных о наличии полового диморфизма по морфометрическим показателям червя мозжечка не выявлено. Подобные результаты лишь подтверждают необходимость дальнейшего исследования.
Морфометрические показатели структур мозжечка у девочек и мальчиков 17 лет
4. Обсуждение
Наши данные подтверждают наличие выраженного полового диморфизма мозжечка в юношеском возрасте. У юношей 17 лет ширина полушарий мозжечка значимо превышает аналогичный показатель у девушек, тогда как различия по высоте менее выражены. Эти результаты согласуются с исследованиями младших возрастных групп, где у мальчиков также отмечалось преимущество по ряду линейных параметров мозжечка , .
В то же время мы выявили расхождения с предыдущими публикациями. Достоверные различия по длине полушарий в нашей выборке наблюдались только для левого полушария, при этом у девушек этот показатель оказался выше. Это противоречит данным по новорожденным и восьмилетним детям, где преимущество по длине чаще отмечалось у мальчиков. Кроме того, в ранних исследованиях описывалась выраженная билатеральная асимметрия у мальчиков, тогда как в нашей выборке межполушарная асимметрия отсутствовала , .
Сопоставление с литературными данными показывает, что в целом половой диморфизм проявляется как в абсолютных, так и в относительных показателях мозжечка, включая ширину, высоту и объём отдельных долей, при этом различия могут быть зависимы от возраста, выбранной методики измерений и характеристик выборки. Современные методы нейровизуализации, включая высокоточное T1-взвешенное сканирование и диффузионную МРТ, позволяют более точно оценивать морфологию, микроструктуру и связи мозжечка, выявляя различия на уровне долей, слоёв серого и белого вещества, что ранее было затруднительно.
5. Заключение
Проведенный сравнительный ретроспективный анализ морфометрических параметров мозжечка по данным МРТ у юношей и девушек юношеского возраста позволил выявить гендерные различия в ряде структурных показателей. Высота и ширина полушарий мозжечка преобладают у юношей, а длина — у девушек, что подтверждает необходимость создания возрастно-половых морфометрических норм. Учёт полового диморфизма крайне важен в клинической практике: в интерпретации результатов лучевой диагностики, планировании нейрохирургических операций у молодых людей.