Вплив тепла та холоду в ранньому віці може вплинути на розвиток білої речовини в мозку

Сканування головного мозку понад 2000 дітей підліткового віку показало, що ранній вплив спеки та холоду може мати довготривалий вплив на мікроструктуру білої речовини мозку, особливо в тих, хто живе в бідних районах. Дослідження, опубліковане в Nature Climate Change, підкреслює вразливість плодів і дітей до екстремальних температур. Дослідження проводилося під керівництвом Барселонського інституту глобального здоров’я (ISGlobal).

У нинішній кліматичній ситуації вплив екстремальних температур на здоров’я людини викликає велике занепокоєння наукової спільноти та суспільства. Діти особливо вразливі до перепадів температури, оскільки їх механізми терморегуляції ще незрілі.

«Ми знаємо, що мозок плодів і дітей, що розвивається, особливо чутливий до впливу навколишнього середовища, і є деякі попередні докази того, що вплив холоду та спеки може вплинути на психічне благополуччя та когнітивні здібності дітей і підлітків», — каже Моніка. Гуксенс, дослідник ISGlobal, Erasmus MC та CIBERESP. «Однак існує кілька досліджень, які оцінюють потенційні зміни в структурі мозку в результаті цих впливів», – додає вона.

У цьому дослідженні команда Гуксенса вивчала структуру білої речовини в мозку дітей до підліткового віку, щоб визначити періоди вразливості до холоду та тепла в ранньому віці. Аналіз включав 2681 дитину з дослідження Generation R у Роттердамі, які пройшли магнітно-резонансну томографію (МРТ) у віці від 9 до 12 років. Протокол МРТ оцінював мозкову активність шляхом вимірювання кількості та напрямку дифузії води в білій речовині мозку.

У більш зрілому мозку вода тече більше в одному напрямку, ніж у всіх напрямках, що дає нижчі значення для маркера, що називається середньою дифузією, і вищі значення для маркера, який називається дробовою анізотропією. Дослідницька група використовувала передовий статистичний підхід, щоб оцінити для кожного учасника вплив середньомісячної температури від зачаття до 8 років і їх вплив на ці параметри МРТ (середній коефіцієнт дифузії та фракційну анізотропію), виміряні у віці 9–12 років.

Період сприйнятливості від вагітності до трьох років

Результати показали, що вплив холоду під час вагітності та на першому році життя, а також вплив тепла від народження до 3-річного віку було пов’язано з вищою середньою дифузією в передпідлітковому віці, що вказує на повільніше дозрівання білої речовини. У цьому випадку холод і тепло визначаються як температури, які знаходяться на нижньому та верхньому кінцях розподілу температури в досліджуваному регіоні.

"Вокна білої речовини відповідають за з’єднання різних ділянок мозку, що дозволяє їм спілкуватися. У міру розвитку білої речовини цей зв’язок стає швидшим і ефективнішим. Наше дослідження схоже на фотографію в певний момент часу, і що ми бачимо на цьому зображенні, показує, що учасники, які більше піддаються впливу холоду та спеки, демонструють відмінності в параметрі – середньому коефіцієнті дифузії – який пов’язаний із нижчими рівнями дозрівання білої речовини», – пояснює Лаура Грейнс, дослідник IDIBELL та ISGlobal і перший автор дослідження..

«У попередніх дослідженнях зміни цього параметра були пов’язані з погіршенням когнітивних функцій і деякими проблемами психічного здоров’я», — додає вона.

«Найбільші зміни в параметрах спілкування спостерігаються в перші роки життя», — говорить співавтор дослідження Карлес Соріано з IDIBELL, UB і CIBERSAM. «Наші результати свідчать про те, що саме в цей період швидкого розвитку мозку вплив холоду та тепла може мати тривалий вплив на мікроструктуру білої речовини».

Не було виявлено зв’язку між раннім впливом температури та частковою анізотропією у віці 9–12 років. Автори припускають, що можливе пояснення полягає в тому, що два параметри відображають різні мікроструктурні зміни, і що середня дифузія може бути більш надійним показником дозрівання білої речовини порівняно з фракційною анізотропією.

Діти з бідних сімей піддаються більшому ризику

Аналіз, стратифікований за соціально-економічними умовами, показав, що діти, які живуть у бідних районах, більш вразливі до впливу холоду та спеки. У цих дітей вікна сприйнятливості до холоду та спеки були подібні до тих, що були виявлені в загальній когорті, але почалися раніше. Ці відмінності можуть бути пов’язані з умовами життя та енергетичною бідністю.

Одним із важливих механізмів, який може пояснити вплив температури навколишнього середовища на нервовий розвиток, може бути погіршення якості сну. Інші можливі механізми включають плацентарну дисфункцію, активацію гормональної системи, що призводить до збільшення виробництва кортизолу, або запальні процеси.

«Наші результати допомагають привернути увагу до вразливості плодів і дітей до зміни температури», — каже Гуксенс. Результати також підкреслюють необхідність розробки стратегій охорони здоров’я для захисту найбільш уразливих груп населення перед лицем надзвичайної кліматичної ситуації, що насувається.