Исследователи обнаружили, что более активная иммунная система у беременной матери может негативно повлиять на мозг ее развивающегося плода.
Предыдущие эпидемиологические исследования выявили связь между воспалением матери (т.е. активацией иммунной системы мамы) и увеличением вероятности развития у ребенка психического заболевания, например шизофрении или аутизма. 1 Исследования в других системах животных также предложили связь между иммунным ответом матери и отрицательными когнитивными последствиями для ее потомства. 2
Источник: Герд Альтманн / Pixabay
Иммунный ответ долгое время считался специфически связанным с инфекцией и воспалением, что указывало на инфильтрацию вируса или бактериального штамма. Как оказалось, инфекция является лишь одним из виновников, лежащих в основе иммунного ответа – постоянное влияние иммунной системы, в данном случае на растущий плод, больше, чем считалось ранее. 3
Исследователи из Университета здравоохранения и науки штата Орегон стремились расширить существующие знания в этой области, проводя продольное исследование влияния воспаления матери во время беременности на формирование нейронных нейронных сетей и рабочей памяти в возрасте двух лет. 4 Исследовательская группа во главе с Марком Д. Рудольфом использовала многоцелевой подход: сначала оценивая иммунную активность матери, тестируя маркер интерлейкин-6, а затем используя комбинацию функциональной магнитно-резонансной томографии новорожденных и методики машинного обучения оценить его актуальность в создании нейронных сетей. Затем они оценили рабочую память этих детей в возрасте двух лет.
Интерлейкин-6 или IL-6 представляет собой цитокин, который можно обнаружить во всем мозге плода. Цитокины являются маркерами воспаления, которые, как было показано, важны для различных процессов головного мозга, включая рост аксонов и образование синапсов. Эти свойства делают изучение цитокинов и их рецепторов привлекательными, поскольку они могут влиять на ход нейрогенеза. Следовательно, Rudolph et al. решил использовать IL-6 в качестве индикатора системного воспаления у беременных матерей, которых они изучали.
Функциональная магнитно-резонансная томография (fMRI) использовалась для сбора данных о неонатальной активности головного мозга, чтобы в конечном итоге создать модель, которая позволила бы исследователям прогнозировать материнские уровни IL-6. fMRI – метод, используемый для определения кровотока и делает выводы об активации нейронов. Другими словами, предположение состоит в том, что увеличение кровотока является показателем повышенной активности мозга. Они объединили этот метод с методологиями машинного обучения для оценки влияния иммунной активности матери на развитие нейронных сетей у потомства.
Затем исследовательская группа проверила рабочую память этих детей в возрасте двух лет. Рабочая память подпадает под широкую категорию «исполнительная функция». Исполнительная функция относится к когнитивным процессам, которые поддерживают целенаправленное поведение, а рабочая память более конкретно требует способности поддерживать информацию для ее обработки (что позволяет принимать решения ), и может начать опрос около двух лет. Функциональная рабочая память имеет решающее значение в молодом возрасте, потому что она закладывает основу для познания более высокого порядка позже в жизни. 6
На основании уровней IL-6 и FMRI Rudolph et al. обнаружили, что функциональная связь внутри и между сетями мозга новорожденных может быть использована для создания модели для оценки концентрации IL-6 матери в течение ее беременности и соответствует областям мозга, которые ранее были вовлечены в рабочую память.
Они также обнаружили, что измерения ИЛ-6 в течение беременности на самом деле предсказывали оперативную память. Повышенная материнская систематическая иммунная активация была значительно связана с снижением производительности рабочей памяти у потомства. В среднем уровни IL-6 в третьем триместре беременности несли наибольший вес при прогнозировании рабочей памяти ребенка в возрасте двух лет.
Это исследование установило базовый уровень для диссоциации пост- и предродового влияния на развитие мозга. Это знание открыло возможность раннего вмешательства и тем самым улучшило результаты в будущем.
Рекомендации
[1] Buka, SL et al. Материнские инфекции и последующий психоз среди весны. Архипелаг Gen. Psychiatry 58, 1032-1037 (2001).
[2] Hava, G., Vered, L., Yael, M., Mordechai, H. & Mahoud, H. Изменения в поведении у взрослых о весенних мышей после материнской боли во время беременности. Девиация Psychobiol. 48, 162-168 (2006).
[3] Knuesel, I. et al. Материнская иммунная активация и аномальное развитие головного мозга при нарушениях ЦНС. Туземный Преподобный Нейрол. 10, 643-660 (2014).
[4] Рудольф М.Д., Грэм А.М., Фекско Е. и др. Материнский ИЛ-6 во время беременности можно оценить по новорожденному соединению мозга и прогнозирует будущую рабочую память у потомства. Природа Нейронаука. 2018: 1-8.
[5] Deverman, BE & Patterson, PH Цитокины и развитие ЦНС. Neuron 64, 61-78 (2009).
[6] Beck, DM, Schaefer, C., Pang, K. & Carlson, SM. Исполнительная функция у детей дошкольного возраста: надежность тестирования. J. Cogn. Девиация 12, 169-193 (2011).