Влияние раннего стресса на развитие белого вещества мозга у подростков

Введение

Опыт детства играет жизненно важную роль в человеческом развитии, поскольку ранние жизненные переживания могут оказывать значительное влияние на траектории и результаты развития позже в жизни (Thapar & Riglin, 2020). В то время как обогащенные детские переживания связаны с общими положительными результатами в более поздней жизни, ранний стресс в жизни, как было показано, имеет негативное влияние на психическое, физическое и социоэкономическое благосостояние, причиняя значительный вред индивидуумам и их сообществам со временем (Hawes et al., 2021; McLaughlin, 2020). Несмотря на то, что влияние раннего стресса, такого как жестокое обращение в детстве, было широко изучено в популяциях взрослых, его влияние на детей и подростков остается менее исследованным, что ограничивает возможности для изучения последствий раннего стресса с перспективной точки зрения. Кроме того, доступные исследования не были систематически оценены. Эта статья направлена на устранение этого пробела путем систематического обзора доступной литературы, которая изучает влияние раннего стресса на развитие мозга подростков. Основное внимание будет уделено развитию микроструктуры белого вещества в подростковом возрасте, а также исследованиям, использующим диффузионно-тензорную визуализацию (DTI) в качестве метода измерения.

Нейробиология раннего стресса

Нейровизуализационные исследования предполагают, что ранний стресс имеет широко распространенное влияние на структуру и функционирование мозга. Систематический обзор Killion и Weyandt (2020) показал, что он связан с значительными снижениями объема в таких областях мозга, как мозолистое тело, мозжечок, гиппокамп и миндалина в выборках подростков и взрослых. Исследования также сообщают о структурных изменениях в связанных областях, таких как префронтальная кора, передняя поясная кора и орбитофронтальная кора (Lim et al., 2014). Эти области мозга часто участвуют в таких функциях, как обработка эмоций, регуляция эмоций, формирование страха, декларативная эпизодическая память и контроль импульсов (Busso et al., 2017). Такие функции составляют подлежащие механизмы многих негативных социальных и эмоциональных последствий (например, дисрегуляция эмоций, развитие психических расстройств) раннего стресса (Pollok et al., 2022). Негативные последствия раннего стресса могут быть замечены в формирующие периоды развития, такие как позднее детство и подростковый возраст, и, вероятно, составляют значительную долю психических расстройств, начинающихся в детстве (Busso et al., 2017). Однако имеется ограниченное количество исследований нейровизуализации, сосредотачивающихся на детях и подростках с опытом раннего стресса, так как большинство работ до сих пор сосредоточены на взрослых (Morey et al., 2016).

Развитие мозга в подростковом возрасте

Подростковый возраст отмечает период быстрого роста, в результате которого происходят динамические изменения в мозге (Bethlehem et al., 2022). Существует значительная вариабельность в том, что составляет возрастной диапазон для детства и подростков в существующей литературе; однако, детство в общем считается периодом между рождением и половым созреванием (Australian Institute of Health & Welfare, 2022). В рамках данного обзора детство определяется как период развития между 0 и 10 годами, что согласуется с определением, используемым Всемирной организацией здравоохранения (2024). Нейробиологически подростковый возраст может быть определен как период развития, происходящий в возрасте примерно от 10 до 25 лет (Arain et al., 2013). Развитие мозга в этот период, по-видимому, обусловлено сочетанием генетических и экспериментальных факторов (Jiang et al., 2019). Эта сложная взаимодеятельность внутренних и внешних факторов обеспечивает maturation различных областей мозга в разные сроки; например, подс cortical области развиваются быстрее, чем префронтальная кора (Sakai, 2020). Из-за динамических изменений в мозге в подростковом возрасте также увеличивается восприимчивость к экологическим влияниям; это означает, что развитие мозга в подростковом возрасте может быть особенно уязвимо к стрессовым жизненным переживаниям (Bick & Nelson, 2016). Что более того, стрессовые переживания могут оказывать различное влияние на развитие мозга, что в свою очередь может привести к разным негативным последствиям из-за продолжительного характера развития мозга в подростковом возрасте (Russotti et al., 2021).

Диффузионно-тензорная визуализация как мера микроструктурной целостности белого вещества

Нормативное развитие белого вещества подростков было исследовано с использованием нескольких технологий, включая диффузионно-тензорную визуализацию (DTI) (Lebel et al., 2019). DTI - это неинвазивная визуализационная техника, которая количественно определяет движение молекул воды внутри биологических структур, особенно в мозге (Winston, 2012). DTI особенно полезна для изучения белых веществ, так как она имеет возможность точно зафиксировать аспекты микроструктуры (например, миелинизация, плотность аксонов) и макроструктуры (например, объем пучков), которые наблюдаются с возрастом (Tamnes et al., 2018). Эта детальная микроструктурная и макроструктурная информация предоставляет критические идеи о здоровье и функциональности белых веществ, часто называемых целостностью белого вещества. Нормальная целостность белого вещества, как правило, связана с хорошо сохранившимися нейронными связями, которые обеспечивают эффективную передачу информации между областями мозга как близкими, так и удаленными (Thomason & Thompson, 2011).

Заключение

Растет интерес к исследованию влияния стрессовых ранних жизненных событий на развитие мозга подростков, особенно на развитие микроструктуры белого вещества. Этот систематический обзор направлен на выявление и обобщение недавней литературы DTI, изучающей влияние раннего стресса на целостность микроструктуры белого вещества подростков, с целью прояснить изменившиеся траектории развития, которые могут способствовать социальной, эмоциональной, когнитивной и психологической уязвимости тех, кто подвергся влиянию. Этот обзор также стремился выявить и исследовать методологические сложности и ограничения в литературе, сосредоточив внимание на проектах развития, чтобы выявить конкретные пробелы в литературе и поставить перед собой новые направления для будущих исследований в контексте развития мозга.