Gehirnveränderungen im Alter von 6 Monaten im Zusammenhang mit Autismus
Basierend auf diesen Beobachtungen wurde die Hypothese aufgestellt, dass das Gehirnwachstum in irgendeiner Weise als Biomarker für die Früherkennung von Autismus bei Säuglingen verwendet werden könnte. (Ein Biomarker ist eine Mischung aus den Wörtern „biologisch“ und „Marker“ und bezieht sich auf objektive Indikationen oder Anzeichen, die genau und reproduzierbar gemessen werden können.) Der Zeitpunkt der Gehirnvergrößerung und die Beziehung zwischen diesem Phänomen und Verhaltensänderungen typisch für Autismus-Spektrum-Störung (ASD) blieb unbekannt.
Neue Forschung in der Zeitschrift veröffentlicht Natur zeigt, dass Gehirnveränderungen, die zu einem Überwachsen des Gehirns führen, bei Kindern, bei denen später Autismus diagnostiziert wird, bereits im Alter von 6 Monaten beginnen. Diese Forschung legt nahe, dass eine frühe diagnostische Bildgebung (d. H. Magnetresonanztomographie oder MRT) bei Kindern mit hohem Risiko für die Entwicklung von Autismus dazu beitragen kann, eine zukünftige Diagnose dieses Zustands vorherzusagen.
Autismus-Spektrum-Störung überprüft
Autismus-Spektrum-Störung bezieht sich auf eine breite Palette von klinischen Symptomen, Fähigkeiten und Behinderungsgraden. Hier sind einige typische Merkmale, die auf Autismus hinweisen:- Schwierigkeiten mit anderen zu kommunizieren
- Schwierigkeiten, mit anderen zu interagieren
- Begrenzte Interessen oder Aktivitäten
- Wiederholtes Verhalten
- Stereotype Interessen
- Beschäftigung mit Objekten oder Teilen von Objekten
- Fehlende Spontanität
- Beeinträchtigungen des Blicks von Auge zu Auge, des Gesichtsausdrucks und der Körperhaltung
- Ungewöhnliche Empfindlichkeit gegenüber der unbelebten Umgebung
- Schwierigkeiten mit dem sozialen Funktionieren, der Arbeit und dem Privatleben
Einige Menschen mit Autismus leiden nur unter leichten Beeinträchtigungen, wie z. B. diejenigen mit Asperger-Syndrom, die häufig als „hochfunktionell“ bezeichnet werden. Andere Menschen mit Autismus leiden unter schwerer Behinderung. Zwanzig Prozent oder mehr der Kinder mit Autismus führen ein autarkes und unabhängiges Leben. Positive prognostische Zeichen sind die Fähigkeit, mit fünf oder sechs Jahren zu kommunizieren, und normale nonverbale Fähigkeiten.
Obwohl es weder eine Heilung noch ein Medikament speziell für Autismus gibt, können bestimmte Behandlungen dazu beitragen, die Funktion zu verbessern und die Symptome zu lindern. Die Behandlung erfordert Beiträge von verschiedenen Arten von Angehörigen der Gesundheitsberufe und konzentriert sich auf soziale, sprachliche und anpassungsfähige Fähigkeiten (Selbsthilfe).
Die US-amerikanischen Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten (CDC) schätzen, dass jedes 68. Kind an ASD erkrankt ist. Diese Erkrankungen betreffen Menschen aller Rassen, Ethnien und sozioökonomischen Hintergründe. ASD ist bei Jungen etwa 4,5-mal häufiger als bei Mädchen. Bei Säuglingen mit hohem Risiko oder älteren Geschwistern mit ASD steigt die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Krankheit entwickelt, auf eins von fünf.
Obwohl bestimmte seltene Mutationen mit der Entwicklung von Autismus in Verbindung gebracht wurden, lassen sich die meisten Fälle nicht zurückverfolgen, um genetische Risikofaktoren oder spezifische Mutationen zu identifizieren. Infolgedessen besteht in jüngster Zeit ein großes Interesse an der Entwicklung nicht-genetischer Diagnosewerkzeuge, um ASD zu beleuchten.
Mögliche Rolle früher Gehirnuntersuchungen bei ASD
In dem Natur In der Studie, auf die oben Bezug genommen wurde, verwendeten die Forscher die MRT, um das Gehirn von 106 Hochrisiko-Säuglingen auf Gehirnveränderungen zu untersuchen. Diese Hochrisikokinder hatten auch ältere Geschwister mit ASD. Die Säuglinge wurden nach 6, 12 und 24 Monaten gescannt. Darüber hinaus untersuchten die Forscher das Gehirn von 42 Säuglingen mit geringem Risiko für ASS.Fünfzehn der Hochrisikokinder wurden später im Alter von zwei Jahren mit ASS diagnostiziert. Bei diesen Säuglingen zeigten sich Gehirnveränderungen im Alter zwischen 6 und 12 Monaten. Darüber hinaus folgte diesen Veränderungen ein Hirnwachstum zwischen 12 und 24 Monaten. Insbesondere zeigten die Forscher, dass zwischen dem 6. und 12. Lebensmonat eine Überdehnung der kortikalen Oberfläche des Occipitals und in geringerem Maße der Temporal- und Frontallappen des Gehirns auftrat. Das Wachstum der kortikalen Oberfläche ist ein Maß für die Größe der Falten an der Außenseite des Gehirns. Und der Okzipitallappen ist an der Verarbeitung sensorischer Informationen beteiligt.
Diese Veränderungen in der Oberfläche der Hirnrinde waren mit einem späteren Überwachsen des Gehirns und letztendlich mit sozialen Defiziten bei Kindern im Alter von zwei Jahren verbunden, bei denen ASD diagnostiziert wurde. Darüber hinaus ähnelt dieses Muster der Hyperexpansion einer normalen, wenn auch zurückhaltenderen Zunahme der kortikalen Oberfläche, die bei Säuglingen ohne Autismus beobachtet wird.
Nach Angaben der Forscher:
„Vorhersagemodelle, die aus verhaltensbasierten Algorithmen im Säuglingsalter entwickelt wurden, haben keine ausreichende Vorhersagekraft geliefert, um klinisch nützlich zu sein. Wir fanden heraus, dass ein Deep-Learning-Algorithmus, der hauptsächlich Oberflächeninformationen aus der Hirn-MRT im Alter von 6 und 12 Monaten verwendet, die 24-monatige Diagnose von Autismus bei Kindern mit hohem familiärem Risiko für Autismus vorhersagte. “
Mithilfe des Deep-Learning-Algorithmus schlagen die Forscher vor, dass sie Autismus bei acht von zehn Säuglingen mit hohem Risiko für diese Erkrankung vorhersagen können.
Implikationen
Ohne Zweifel sind die Ergebnisse dieser Gehirn-Scan-Studie aufregend und möglicherweise bahnbrechend. Den Forschern zufolge:„Dieser Befund kann Auswirkungen auf die Früherkennung und Intervention haben, da dieser Zeitraum vor der Konsolidierung der bestimmenden Merkmale von ASD und des typischen Alters für die Diagnose liegt. Der letzte Teil des ersten und frühen zweiten Lebensjahres ist durch eine größere neuronale Plastizität im Vergleich zum späteren Alter gekennzeichnet und ist eine Zeit, in der die mit Autismus verbundenen sozialen Defizite noch nicht gut geklärt sind. Interventionen in diesem Alter könnten sich als wirksamer erweisen als später in der Entwicklung. “
Mit anderen Worten, die Forscher schlagen vor, dass ihr Algorithmus den Weg für eine frühere Erkennung und frühere Intervention bei risikoreichen Säuglingsinterventionen ebnen könnte, die sich als wirksamer erweisen könnten, da das Gehirn des Säuglings viel veränderlicher und anpassungsfähiger ist. Eine frühere Intervention könnte Wissenschaftlern auch dabei helfen, Interventionen besser zu testen und festzustellen, ob eine Behandlung viel früher wirkt als bisher möglich.
Derzeit ist nicht bekannt, ob eine frühzeitige Intervention die langfristigen klinischen Ergebnisse bei Patienten mit Autismus verbessern kann. Viele Experten befürworten jedoch die Idee, dass solche frühen Interventionen trotz mangelnder Forschung auf diesem Gebiet eine Behandlung bieten.
Insbesondere die Ergebnisse des Parent Autism Communication Trial (PACT), der bislang größten und längsten Studie zu Autismus-Interventionen, belegen, dass Eltern von Kindern mit Autismus lernen, wie sie besser mit ihren Kindern umgehen können, Vorteile bietet, die sich über Jahre erstrecken können.
Diese Trainingsinterventionen konzentrierten sich jedoch auf Eltern von Kindern mit Kernautismus im Alter zwischen 2 und 4 Jahren und nicht die Kinder selbst. Darüber hinaus nahmen die Auswirkungen dieser Interventionen mit der Zeit ab und waren im Wesentlichen fraglich. Anstatt die Angst zu verringern, verringerte die PACT-Intervention das Wiederholungsverhalten und verbesserte die Kommunikationsfähigkeiten.
Es sollte beachtet werden, dass in der Gehirn-Scan-Studie Säuglinge mit hohem Risiko für die Entwicklung von ASS untersucht werden und nicht die größere Population von Kindern mit ASS, die keine älteren Geschwister mit dieser Erkrankung haben. Nichtsdestotrotz liefert diese Arbeit einen Proof of Concept, der später auf andere Personen angewendet werden kann, bei denen ein Risiko für ASD besteht. Um jedoch auf die allgemeine Bevölkerung angewendet zu werden, müsste die Entwicklung einer „Wachstumstabelle für das Gehirn“ mit einer breiten Anwendbarkeit verwirklicht werden - etwas, das angeblich weit entfernt ist.
Darüber hinaus müssen, bevor diese Ergebnisse klinisch anwendbar sind, umfangreiche Folgestudien durchgeführt werden, um diese Forschungsergebnisse zu untermauern. Zukünftige Forschungen sollten auch untersuchen, ob das Potenzial des Algorithmus der aktuellen Studie mit anderen Arten von Prädiktoren kombiniert werden kann, darunter Verhalten, Elektrophysiologie, Molekulargenetik und andere bildgebende Verfahren wie die funktionelle MRT des gesamten Gehirns. Bemerkenswerterweise haben wir, wie bereits erwähnt, genetische Mutationen, die für die überwiegende Mehrheit der Autismusfälle verantwortlich sind, noch nicht aufgeklärt. Die Analyse solcher genetischer Faktoren ist jedoch nach wie vor ein aktives Forschungsgebiet und für viele von Interesse.
Schließlich könnten Unterschiede bei MRI-Scannern und Datenextraktionsmethoden die Replikation dieser Ergebnisse erschweren. Mit anderen Worten, MRT-Scanner sind unterschiedlich und diese Unterschiede könnten es schwierig machen, subtile, aber signifikante Änderungen, die in der aktuellen Studie beobachtet wurden, zu replizieren.
