SEX DIFFERENCES IN CORPUS COLLOSUM SIZE IN NEWBORNS

DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2022.120.6.057

ПОЛОВЫЕ РАЗЛИЧИ РАЗМЕРОВ МОЗОЛИСТОГО ТЕЛА У НОВОРОЖДЕННЫХ Научная статья

Байбаков С.Е.¹, Бахарева Н.С.², Федько В.А.^3,*, Лакеева Н.Р.⁴, Щербатенко Н.Р.⁵, Ересько Ю.С.⁶, Труханов К.Е.⁷

^1-7Кубанский государственный медицинский университет, Краснодар, Россия

*Корреспондирующий автор (v.a.fedko[at]gmail.com)

Аннотация

Данное исследование направлено на установление гендерных различий размеров мозолистого тела у детей периода новорожденности. Мозолистое тело играет значительную роль в объединении неокортикальных областей, тем самым обеспечивая взаимосвязь полушарий для обмена сенсомоторной информацией и качественной реализации высших когнитивных функций головного мозга. Однако, в научной литературе, посвященной анатомическим особенностям отдельных структур головного мозга, недостаточно информации о взаимосвязи гендерной принадлежности и возраста индивидуума с морфометрическими параметрами мозолистого тела, что не согласуется с требованиями персонифицированной медицины – направление, основой которого является ранняя диагностика заболеваний, поиск различных маркеров риска развития заболеваний, профилактика и индивидуальный подход к лечению каждого пациента.

Персонифицированная медицина является насущной потребностью современной лечебно-диагностической практики, в которой ведущая роль отдана критериям индивидуальной специфики пациента в диагностике, его лечении и реабилитации. Появление возможности прижизненной диагностики заболеваний головного мозга открывает новые возможности перед специалистами и требует установления наиболее точных морфометрических параметров отдельных анатомических структур, с учетом пола, возраста и индивидуально-типологических особенностей обследуемого.

В ходе исследования были установлены половые различия в длине мозолистого тела, длине колена мозолистого тела, а также длине валика мозолистого тела, при этом достоверных различий в толщине и площади поперечного сечения мозолистого тела выявлено не было. Полученные данные могут быть широко использованы в современной лечебно-диагностической практике.

Ключевые слова: половые различия, новорожденные, мозолистое тело.

SEX DIFFERENCES IN CORPUS COLLOSUM SIZE IN NEWBORNS Research article

Bajbakov S.E.¹, Bahareva N.S.², Fed'ko V.A.^3,*, Lakeeva N.R.⁴, SHCHerbatenko N.R.⁵, Eres'ko YU.S.⁶, Truhanov K.E.⁷

^1-7 Kuban State Medical University, Krasnodar, Russia

*Corresponding author (v.a.fedko[at]gmail.com)

Abstract

The study aims to establish gender differences in the  corpus callosum size in newborn children. Corpus callosum plays a significant role in the unification of the neocortical areas, thus providing hemispheric connection for the exchange of sensory-motor information and the qualitative activity of higher cognitive functions of the brain. However, scientific literature lacks sufficient information on the anatomical features of individual brain structures and the relationship between gender and age of an individual with morphometric parameters of the corpus callosum, which is not in line with the requirements of personalized medicine – the direction, which is based on early diagnosis of diseases, search for different risk markers, prevention and individual approach to the treatment of each patient.

Personalized medicine is much needed in modern medical-diagnostic practice, in which the leading role is given to the criteria of individual patient's specifics in diagnosis, treatment and rehabilitation. The possibility of life-time diagnosis of brain diseases opens up new possibilities for specialists and requires the establishment of the most accurate morphometric parameters of individual anatomical structures, taking into account gender, age and individual typological features of the patient.

The study revealed gender differences in the corpus callosum length, the length of genu of corpus callosum, and the length of splenium, but did not show any valid differences in thickness and area of cross-section of the corpus callosum. The obtained data can be used in modern medical and diagnostic practice.

Keywords: gender differences, newborns, corpus callosum.

Введение

Мозолистое тело является самой большой и плотной из спаек белого вещества, обеспечивающих ассоциативную интеграцию двух полушарий большого мозга. Значительный интерес к данной структуре появился примерно в начале 16 века и на протяжении долгого времени она оставалась малоизученной и считалась «местом души», пока в 18 веке, благодаря исследованиям Франца Йозефа Галла и Иоганна Шпруцгайма, австрийских врачей и анатомов, не были обнаружены и описаны пучки нервных волокон, проходящие через нее и соединяющие два полушария. С тех пор был намечен значительный прогресс в его всестороннем изучении и благодаря многочисленным исследованиям установлены функции: обмен информацией между двумя полушариями, интеграция входящей информации, достигающей одного или обоих полушарий, содействие некоторым видам корковой активности и ее торможения [1].

Помимо этого, относительно недавно было установлено, что мозолистое тело по своему размеру положительно коррелирует с интеллектом, а его целостность имеет значение для когнитивных представлений[4].

В экспериментальных исследованиях было установлено, что сенсорная информация, проходящая через мозолистое тело уже первично обработана во вторичных и третичных корковых центрах [8], [12]. Вклад мозолистого тела в перенос моторных команд невелик, но он увеличивается при передаче зрительно-пространственной и латерализованной вербальной информации. При увеличении трудности выполняемых заданий увеличиваются и межполушарные взаимодействия [13]. Увеличения эффективности обработки информации и дифференциация активности полушарий реализуются благодаря возможности функции межполушарного торможения мозолистого тела.

С точки зрения морфологии мозолистое тело представляет собой толстый, особым образом изогнутый поперечный пласт нервных волокон (по некоторым данным через него проходит 10⁶ аксонов), соединяющий клетки новой коры обоих полушарий. Различают переднюю часть – колено, которое заостряясь переходит в клюв, далее в пластинку клюва и концевую пластинку, среднюю – ствол и заднюю – валик [7], [2].

О внутренней структуре мы можем судить по данным, относящимся к гистологическому строению белого вещества, комиссуральным отрогом которого и является мозолистое тело. Оно включает не только нервные волокна, но и сопровождающие их прочие тканевые структуры, к которым, прежде всего, относятся клетки нейроглии (волокнистые астроциты и олигодендроциты). Помимо этого, обязательными структурными элементами мозолистого тела являются микрососуды, по нашему мнению, расположенные в интерстициальных прослойках, разграничивающих определенные совокупности нейронов.

Согласно данным литературы [11], 30% массы мозгового вещества приходится на интерстициальное пространство. Впрочем, на данный момент доподлинно неизвестно, применимо ли это к мозолистому телу, которое отличается повышенной плотностью концентрации нервных клеток, в отличие от других отделов головного мозга.

Несмотря на большую значимость мозолистого тела, как самой большой и плотной из спаек белого вещества большого мозга, работ в области его морфометрических параметров мало. При этом, в научной литературе, посвященной анатомическим особенностям отдельных структур головного мозга, недостаточно информации о взаимосвязи гендерной принадлежности и возраста индивидуума с морфометрическими параметрами мозолистого тела, что не согласуется с требованиями персонифицированной медицины – направление, основой которого является ранняя диагностика заболеваний, поиск различных маркеров риска развития заболеваний, профилактика и индивидуальный подход к лечению каждого пациента.

Индивидуальный подход является актуальной потребностью современной лечебно-диагностической практики, в которой ведущая роль отдана критериям индивидуальной специфики пациента в диагностике, его лечении и реабилитации. Появление возможности прижизненной диагностики заболеваний головного мозга открывает новые возможности перед специалистами и требует установления наиболее точных морфометрических параметров отдельных анатомических структур, с учетом пола, возраста и индивидуально-типологических особенностей обследуемого.

Целью данной работы является изучение половых различий параметров отдельных частей мозолистого тела у новорожденных.

Методы и принципы исследования

В ходе исследования были проанализированы архивные данные размеров частей мозолистого тела 120 новорожденных (60 мальчиков и 60 девочек) по данным магнитно-резонансной томографии. У всех исследованных отсутствовали органические поражения как центральной, так и периферической нервной системы. Количественные показатели оценивались на предмет соответствия нормальному распределению с помощью критерия Колмогорова-Смирнова [3], [5].

Полученный материал был обработан методом вариационной статистики посредством программы MicrosoftExcel. Данные представили как значения средней арифметической величины (М), относительной ошибки (m), максимального и минимального значений. Достоверность в различиях средних показателей оценивали с использованием t-критерия Стьюдента[6].Достоверными считали различия при уровне значимостиp ≤ 0,05.

Результаты и обсуждения

Размеры мозолистого тела у мальчиков и девочек периода новорожденности, установленные в ходе магнитно-резонансной томографии, представлены в таблице 1. В процессе статистической обработки данных, были выявлены половые различия в данной возрастной группе. У новорожденных мальчиков и девочек определяются достоверные различия в длине мозолистого тела (32,1 ± 1,8 мм у девочек против 52,3 ± 0,9 мм у мальчиков), длине колена мозолистого тела (9,4 ± 1,0 мм у девочек против 13,6 ± 0,4 мм у мальчиков), длине валика мозолистого тела (3,6 ± 0,6 мм у девочек против 13,6 ± 0,4 мм у мальчиков). Достоверных различий в толщине и площади поперечного сечения мозолистого тела выявлено не было.

При сравнении показателей между двумя исследуемыми группами обнаружена тенденция к преобладанию практически всех измеряемых показателей у мальчиков, в сравнении с девочками, за исключением толщины мозолистого тела (см. рисунок 1)

Таблица 1 – Морфометрические показатели размеров мозолистого тела детей периода новорожденности

№ п./п.	Исследуемые показатели	Статистические показатели размеров головного мозга у лиц разного пола
		Мальчики			Девочки
		М±m	Min	Max	М±m	Min	Max
1	Длина мозолистого тела (мм)	52,3±0,9	38,4	61,3	32,1±1,8*	21,3	39,8
2	Длина колена мозолистого тела (мм)	13,6±0,4	8,9	15,8	9,4±1,0*	7,2	13,4
3	Длина валика мозолистого тела (мм)	5,2±0,2	3,0	8,1	3,6±0,6*	1,9	4,1
4	Толщина мозолистого тела (мм)	4,1±0,3	2,1	5,6	5,1±0,3	3,4	6,4
5	Площадь поперечного сечения мозолистого тела (см2)	2,3±0,2	2,1	3,8	2,0±0,1	1,9	3,0

Примечание: звездочкой, расположенной в верхней части ошибки среднеарифметического (±m*), обозначены морфометрические показатели у девочек, достоверно отличающиеся от аналогичных у мальчиков (p< 0,05).

Результаты нашего исследования совпадают с данными научной литературы, в которой проводилось изучение влияния возраста и пола на морфометрические параметры мозолистого тела. В процессе исследования было установлено, что параметры длины мозолистого тела мальчиков преобладают над таковыми у девочек-сверстниц. Предположительно, данная закономерность связана с большими размерами черепа [10], [11].

Рис. 1 – Средние размеры мозолистого тела у новорожденных

Заключение

В результате исследования были установлены гендерные особенности морфометрических параметров мозолистого тела у детей периода новорожденности, а именно: в длине мозолистого тела, длине колена мозолистого тела, а также длине валика мозолистого тела. Результаты данного прижизненного морфологического исследования пополнят имеющиеся сведения о морфометрических параметрах мозолистого тела у условно здорового человека периода новорожденности. Полученные результаты сравнительного анализа морфометрических параметров мозолистого тела могут быть широко применены в практической медицине в качестве отправных показателей нормы и будет полезны в клинической практике врачей лучевой диагностики, кабинетов магнитно-резонансной и компьютерной томографии.

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Ковязина М.С. Особенности высших психических функций при патологии мозолистого тела / М.С. Ковязина, Е.Ю. Балашова // Вестник Томского государственного университета. – 2008. – № 313. – С. 193–200.
2. Fabri M. Functional topography of the corpus callosum investigated by DTI and fMRI / M. Fabri, Ch. Pierpaoli, P. Barbaresi et al. // World J. Radiol. – 2014. – Vol. 6. – № 12. – P. 895–906.
3. Бирюков А. Н. Возрастно-половые аспекты МРТ-каллозометрии / А.Н. Бирюков, Ю.И. Медведева, П.Д. Хазов // Вестник Санкт-Петербургской медицинской академии последипломного образования. – 2011. – Т. 3. –№ 4. – С. 56–63.
4. Fabri M. Functional topography of human corpus callosum: an FMRI mapping study / M. Fabri, G. Polonara // Neural. Plast. – 2013. – ArticleID DOI: 10.1155/2013/251308.
5. Каган И.И. Использование методов компьютерной и магнитно-резонансной томографии в изучении прижизненной анатомии головного мозга / И.И. Каган, С.В. Чемезов, В.И. Ким и др. // Новые технологии в медицине (морфологические, экспериментальные клинические и социальные аспекты). – Волгоград, 2005.
6. Юнкеров В.И. Математико-статистическая обработка данных медицинских исследований / В.И. Юнкеров, С.Г. Григорьев. // Санкт-Петербург : ВМедА, 2005.
7. Амунц В.В. К вопросу об асимметрии структурной организации мозга мужчин и женщин. Функциональная межполушарная асимметрия. Хрестоматия. – Москва : Научный мир, 2007. – 216 с.
8. Trevarthen С.В. Two mechanisms of vision in primates / С.В. Trevarthen // Psychol. Forsch. – 1968. – Vol. 31. – №– Р. 299–337.
9. Osborn A.G. Osborn’s Brain. / A.G. Osborn, G.L. Hedlund, K.L. Salzman. // Philadelphia: Elsevier. – 2018. – Pp. 1119–1125.
10. Fang L. Ultrasound measurement of the corpus callosum and neural development of premature infants / L. Fang, S. Cao, J. Liu et al. // Neural. Regen. Res. – 2013. –№ 8(26). – 2432-2440. DOI: 10 .3969/j .issn .1673-5374 .2013 .26.004.
11. Neal J.B. Morphometric variability of neuroimaging features in Children with Agenesis of the Corpus Callosum / J.B. Neal, C.G. Filippi, R. Mayeux // BMC Neurol. – 2015. – № 15. – P. 116. DOI: 10 .1186/s12883-015-0382-5.
12. Berlucchi G. Learning and interhemispheric transfer of visual pattern discrimination in split chiasm cats / G. Berlucchi, J.M. Spraque, A. Antonini et al // Exp. Brain Res. – 1979. – Vol. 34. – № 5. – Р. 551–574.
13. Sereno А.В. Discrimination within and between hemifields: A new constraint on theories of attention / А.В. Sereno, S.M. Kosslyn // Neuropsychologia. – 1991. – Vol. 29. – № 7. – Р. 659–675.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Kovyazina M.S. Osobennosti vysshih psihicheskih funkcij pri patologii mozolistogo tela [Specifics of higher psychic functions in case of corpus callosum pathology] / M.S. Kovyazina, E.Y. Balashova // Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta [Bulletin of Tomsk State University]. – 2008. – № 313. – P. 193–200. [in Russian]
2. Fabri M. Functional topography of the corpus callosum investigated by DTI and fMRI / M. Fabri, Ch. Pierpaoli, P. Barbaresi et al. // World J. Radiol. – 2014. – Vol. 6. – № 12. – P. 895–906.
3. Biryukov A.N. Vozrastno-polovye aspekty MRT-kallozometrii [Age-sex aspects of MRI-callosometry] / A.N. Biryukov, Y.I. Medvedeva, P.D. Hazov // Vestnik Sankt-Peterburgskoj medicinskoj akademii poslediplomnogo obrazovaniya [Bulletin of St. Petersburg Medical Academy of Postgraduate Studies]. 2011. Vol. 3. – № 4. P. 56–63 [in Russian]
4. Fabri M. Functional topography of human corpus callosum: an FMRI mapping study / M. Fabri, G. Polonara // Neural. Plast. – 2013. – Article ID 251308. DOI: 10.1155/2013/251308.
5. Kagan I.I. Ispol'zovanie metodov komp'yuternoj i magnitno-rezonansnoj tomografii v izuchenii prizhiznennoj anatomii golovnogo mozga [The use of computer and magnetic resonance imaging techniques in the study of intravital brain anatomy] / I.I. Kagan, S.V. Chemezov, V.I. Kim et al. // Novye tekhnologii v medicine (morfologicheskie, eksperimental'nye klinicheskie i social'nye aspekty)[ New technologies in medicine (morphological, experimental clinical and social aspects)]. – Volgograd, 2005. [in Russian]
6. Yunkerov V.I. Matematiko-statisticheskaya obrabotka dannyh medicinskih issledovanij [Mathematical and statistical processing of medical research data] / V.I. Yunkerov, S.G. Grigor'ev. // Saint-Petersburg : VMedA, 2005. [in Russian]
7. Amunc V.V. K voprosu ob asimmetrii strukturnoj organizacii mozga muzhchin i zhenshchin. Funkcional'naya mezhpolusharnaya asimmetriya [On the question of asymmetry of the brain structural organization of men and women. Functional interhemispheric asymmetry]. Reading book. – Moscow : Nauchnyj mir. 2007. – Pp. 216–8 [in Russian].
8. Trevarthen С.В. Two mechanisms of vision in primates / С.В. Trevarthen // Psychol. Forsch. – 1968. – Vol. 31. – № 2. – Р. 299–337.
9. Osborn A.G. Osborn’s Brain. / A.G. Osborn, G.L. Hedlund, K.L. Salzman. // Philadelphia: Elsevier. – 2018. – Pp. 1119–1125.
10. Fang L. Ultrasound measurement of the corpus callosum and neural development of premature infants / L. Fang, S. Cao, J. Liu et al. // Neural. Regen. Res. – 2013. – № 8(26). – 2432-2440. DOI: 10 .3969/j .issn .1673-5374 .2013 .26.004.
11. Neal J.B. Morphometric variability of neuroimaging features in Children with Agenesis of the Corpus Callosum / J.B. Neal, C.G. Filippi, R. Mayeux // BMC Neurol. – 2015. – № 15. – P. 116. DOI: 10 .1186/s12883-015-0382-5.
12. Berlucchi G. Learning and interhemispheric transfer of visual pattern discrimination in split chiasm cats / G. Berlucchi, J.M. Spraque, A. Antonini et al // Exp. Brain Res. – 1979. – Vol. 34. – № 5. – Р. 551–574.
13. Sereno А.В. Discrimination within and between hemifields: A new constraint on theories of attention / А.В. Sereno, S.M. Kosslyn // Neuropsychologia. – 1991. – Vol. 29. – № 7. – Р. 659–675.