Mozkové skeny mohou sledovat dětské psychologické poruchy

Lékaři se vyzývají, aby se na data skenování mozku dívali novým způsobem. Podle studie na Washington University School of Medicine v St. Louis by lékaři měli být schopni analyzovat vývoj dětského mozku a také sledovat možné psychologické nebo vývojové poruchy po typickém pětiminutovém skenování.

„Pediatři pravidelně vykreslují, kde jsou jejich pacienti z hlediska výšky, hmotnosti a dalších měr, a poté je porovnávají se standardizovanými křivkami, které sledují typické vývojové dráhy,“ říká vedoucí autor Bradley Schlaggar, MD, PhD, dětský neurolog z Washingtonské univerzity a A. Ernest a Jane G. Stein, docent neurologie.

"Když se pacient příliš silně odchyluje od standardizovaných rozsahů nebo se náhle otočí z jedné vývojové cesty k druhé, lékař ví, že je třeba se začít ptát proč."

Schlaggar a jeho kolegové navrhují nový způsob pohledu na data skenování mozku, který přesahuje pozorování mozku pouze ze strukturálního hlediska. To by bylo obzvláště užitečné při sledování a léčbě pacientů s psychiatrickými a vývojovými poruchami.

Podle Schlaggara poslal dětem se zjevnými a hlubokými psychiatrickými stavy vyšetření MRI a obdržel výsledky označené „žádné abnormality nejsou zaznamenány“.

"To se obvykle dívá na data ze strukturálního hlediska - co se liší od tvarů různých oblastí mozku," dodává. "Ale MRI také nabízí způsoby, jak analyzovat, jak různé části mozku fungují funkčně."

Porovnáním funkčních dat se standardizovanými modely toho, jak se typicky vyvíjí funkce mozku nebo onemocnění, říká Schlaggar, že je k dispozici celá řada nových klinických poznatků.

Schlaggar a jeho kolegové používají přístup ke skenování mozku, který se nazývá „funkční konektivita v klidovém stavu.“ Když pacient spočívá ve skeneru, vědci analyzují zvýšení a snížení průtoku krve do různých oblastí mozku a poté určí, zda a jak tyto regiony spolupracují v mozkové sítě.

Ve studii zveřejněné v loňském roce vědci z Washingtonské univerzity prokázali, jak se tyto mozkové sítě mění, jak mozek dospívá. Stručně řečeno, zjistili, že celkový mozkový systém konvertuje z úzce propojených sítí v mozku dítěte na sítě, které jsou schopné propojit vzdálené oblasti - typickou organizaci v mozku dospělého.

Pro novou studii převzal vedoucí autor Dr. Nico Dosenbach, PhD, pediatrická neurologická rezidentka v dětské nemocnici v St. Louis, tento a další rozdíly, které označují přechod z dětského mozku do mozku dospělého a přizpůsobily je pro použití v technice matematické analýzy volal podpůrný vektorový stroj.

"Je to způsob, který matematici vyvinuli pro předpovídání něčeho s vysokou specificitou a citlivostí, když máte obrovské množství dat namísto jednoho opravdu dobrého měření," vysvětluje Dosenbach.

"Žádné z těchto měření vám toho moc neřekne, ale pokud je spojíte a použijete správnou matematiku, abyste je prošli a restrukturalizovali, můžete dosáhnout dobrých prediktivních výsledků."

Dosenbach použil data z pětiminutových MRI skenů 238 normálních subjektů ve věku od 7 do 30 let.Podpůrný vektorový stroj analyzoval přibližně 13 000 funkčních mozkových spojení a vybral nejlepších 200 k vytvoření jediného indexu zralosti každého subjektu. Tato informace umožnila vědcům předpovědět, zda jsou subjekty děti nebo dospělí, a poté vytvořit křivku, která sleduje cestu normálního funkčního vývoje mozku.

Plán spočívá v tom, že pacienti s mozkovými abnormalitami budou vypadat nesynchronizovaní s touto normální vývojovou křivkou.

"Krása tohoto přístupu spočívá v tom, že vám umožňuje zeptat se, co se liší ve způsobu, jakým jsou například děti s autismem mimo normální křivku vývoje ve srovnání s tím, jak jsou děti s poruchou pozornosti mimo tuto křivku," řekl Schlaggar.

Navrhuje, aby se funkční skenování mozku provádělo u rizikových dětí, které ještě netrpí vývojovou poruchou.

"Když se u zlomku z nich později tato porucha vyvine, můžete se vrátit zpět a vytvořit takovou analýzu, která pomůže předpovědět vlastnosti dalšího dítěte s nejvyšším rizikem vzniku poruchy," říká.

"To je velmi silné jak klinicky, tak z pohledu pochopení příčin těchto poruch."

Tento přístup by mohl umožnit léčbu před jakýmkoli nástupem příznaků, říká Schlaggar, a měl by pomoci lékařům rychleji a pečlivě sledovat výsledky klinických studií nových terapií.

"MRI skeny jsou drahé, takže to nemusí být to, co právě teď používáme pro všechny," říká Dosenbach. "Ale mnoho dětí s těmito typy poruch již dostává pravidelné strukturální MRI a dalších pět minut ve skeneru to na nákladech příliš nepřidá."

Studie je uvedena tento týden v Věda.

Washingtonská univerzita v St. Louis