Καθ’ όλη τη διάρκεια της ημέρας και της νύχτας, το εγκεφαλονωτιαίο υγρό (ΕΝΥ) περνάει μέσα από μικρά κανάλια γεμάτα υγρό που περιβάλλουν τα αιμοφόρα αγγεία του εγκεφάλου, που ονομάζονται περιαγγειακά διαστήματα, για να ξεπλύνει τη νευροφλεγμονή και άλλα νευρολογικά απόβλητα. Μια διακοπή αυτής της ζωτικής διαδικασίας μπορεί να οδηγήσει σε νευρολογική δυσλειτουργία, γνωστική έκπτωση ή αναπτυξιακές καθυστερήσεις.
Για πρώτη φορά, οι ερευνητές Dea Garic, PhD, και Mark Shen, PhD, και οι δύο στο Τμήμα Ψυχιατρικής της Ιατρικής Σχολής του UNC, ανακάλυψαν ότι τα βρέφη με ασυνήθιστα διευρυμένους περιαγγειακούς χώρους έχουν 2,2 φορές μεγαλύτερη πιθανότητα να αναπτύξουν αυτισμό σε σύγκριση με τα βρέφη με τον ίδιο γενετικό κίνδυνο.
Η έρευνά τους έδειξε επίσης ότι οι διευρυμένοι περιαγγειακοί χώροι στη βρεφική ηλικία συνδέονται με προβλήματα ύπνου επτά έως 10 χρόνια μετά τη διάγνωση. «Αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι οι περιαγγειακοί χώροι θα μπορούσαν να χρησιμεύσουν ως πρώιμος δείκτης για τον αυτισμό», δήλωσε ο Garic, επίκουρος καθηγητής ψυχιατρικής και μέλος του Ινστιτούτου Καρολίνας για Αναπτυξιακές Δυσκολίες (CIDD).
Οι ερευνητές μελέτησαν βρέφη με αυξημένη πιθανότητα να αναπτύξουν αυτισμό, επειδή είχαν ένα μεγαλύτερο αδερφάκι με αυτισμό. Παρακολούθησαν αυτά τα βρέφη από την ηλικία των 6-24 μηνών, πριν την ηλικία διάγνωσης του αυτισμού.
Η μελέτη τους, που δημοσιεύτηκε στο JAMA Network Open, διαπίστωσε ότι το τριάντα τοις εκατό των βρεφών που αργότερα ανέπτυξαν αυτισμό είχαν διευρύνει τους περιαγγειακούς χώρους κατά 12 μήνες. Μέχρι την ηλικία των 24 μηνών, σχεδόν τα μισά από τα βρέφη που είχαν διαγνωστεί με αυτισμό είχαν διευρυμένα περιαγγειακά διαστήματα.
Η σημασία του εγκεφαλονωτιαίου υγρού και του ύπνου
Ξεκινώντας πριν από δέκα χρόνια, υπάρχει μια αναζωπύρωση της έρευνας σχετικά με τις σημαντικές λειτουργίες του ΕΝΥ στη ρύθμιση της υγείας και της ανάπτυξης του εγκεφάλου. Το εργαστήριο του Shen ήταν το πρώτο που ανέφερε ότι ο υπερβολικός όγκος του ΕΝΥ ήταν εμφανής στην ηλικία των 6 μηνών σε βρέφη που αργότερα θα αναπτύξουν αυτισμό.
Η τρέχουσα μελέτη έδειξε ότι ο υπερβολικός όγκος ΕΝΥ στους 6 μήνες συνδέθηκε με διευρυμένους περιαγγειακούς χώρους στους 24 μήνες. Κάθε έξι ώρες, ο εγκέφαλος διώχνει ένα κύμα ΕΝΥ που ρέει μέσω των περιαγγειακών χώρων για να αφαιρέσει τις δυνητικά επιβλαβείς νευροφλεγμονώδεις πρωτεΐνες, όπως το αμυλοειδές βήτα, από τη συσσώρευση στον εγκέφαλο.
Η διαδικασία καθαρισμού του ΕΝΥ είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική όταν κοιμόμαστε, καθώς η πλειονότητα της κυκλοφορίας και της κάθαρσης του ΕΝΥ γίνεται κατά τη διάρκεια του ύπνου.
Ο διαταραγμένος ύπνος, ωστόσο, μπορεί να μειώσει την κάθαρση του ΕΝΥ από τους περιαγγειακούς χώρους, οδηγώντας σε διαστολή ή μεγέθυνση, αλλά αυτό έχει μελετηθεί προηγουμένως μόνο σε μελέτες σε ζώα ή σε μελέτες σε ανθρώπους σε ενήλικες. Αυτή είναι η πρώτη μελέτη αυτού του είδους σε παιδιά.
Ο Shen, ανώτερος συγγραφέας της εργασίας JAMA Network Open, και ο Garic υπέθεσαν ότι οι ανωμαλίες του ΕΝΥ στη βρεφική ηλικία θα σχετίζονταν με μεταγενέστερα προβλήματα ύπνου, με βάση την προηγούμενη έρευνα του Shen. Η τρέχουσα ανάλυση ύπνου αποκάλυψε ότι τα παιδιά που είχαν διευρυμένους περιαγγειακούς χώρους σε ηλικία δύο ετών είχαν υψηλότερα ποσοστά διαταραχών ύπνου στη σχολική ηλικία.
“Δεδομένου ότι ο αυτισμός συνδέεται τόσο πολύ με προβλήματα ύπνου, ήμασταν σε αυτή τη μοναδική θέση να εξετάσουμε τη δυναμική του ΕΝΥ και τον ύπνο”, δήλωσε ο Garic, ο πρώτος συγγραφέας της εργασίας.
Και πρόσθεσε: “Ήταν πραγματικά εντυπωσιακό να παρατηρώ έναν τόσο ισχυρό συσχετισμό που χωρίζεται από μια τόσο μεγάλη χρονική περίοδο στην παιδική ηλικία. Αλλά δείχνει πραγματικά πώς οι περιαγγειακοί χώροι όχι μόνο έχουν επίδραση νωρίς στη ζωή, αλλά μπορούν να έχουν και μακροπρόθεσμες επιπτώσεις.”
Νέα κλινική συνάφεια στη βρεφική ηλικία
Η έρευνα πραγματοποιήθηκε σε συνδυασμό με τη Μελέτη απεικόνισης του εγκεφάλου βρεφών (IBIS), ένα πανεθνικό δίκτυο ερευνητών που ερευνούν την ανάπτυξη του εγκεφάλου, τον αυτισμό και τις σχετικές αναπτυξιακές αναπηρίες. Το δίκτυο αποτελείται από πέντε πανεπιστήμια, εκ των οποίων το Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας-Chapel Hill είναι η κύρια τοποθεσία.
Για τη μελέτη τους, οι Garic και Shen ανέλυσαν 870 μαγνητικές τομογραφίες από το IBIS για να μετρήσουν τον υπερβολικό όγκο του ΕΝΥ και τους διευρυμένους περιαγγειακούς χώρους. Λήφθηκαν μαγνητικές τομογραφίες από μωρά κατά τη διάρκεια του φυσικού ύπνου σε ηλικία έξι, 12 και 24 μηνών για να παρατηρηθούν οι αλλαγές με την πάροδο του χρόνου. Ο εγκέφαλος του βρέφους υφίσταται ταχεία ανάπτυξη κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου.
Προηγουμένως, η μέτρηση των περιαγγειακών χώρων θεωρούνταν κλινικά σημαντική μόνο για διαταραχές γήρανσης σε ενήλικες μεγαλύτερης ηλικίας, όπως στην άνοια. Αυτά τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι οι νεότεροι πληθυσμοί μπορεί να χρειαστεί να ληφθούν υπόψη και να παρακολουθηθούν για αυτούς τους τύπους εγκεφαλικών ανωμαλιών.
“Τα ευρήματά μας ήταν εντυπωσιακά, δεδομένου ότι οι νευροακτινολόγοι συνήθως βλέπουν τους διευρυμένους περιαγγειακούς χώρους ως σημάδι νευροεκφυλισμού στους ενήλικες, αλλά αυτή η μελέτη το ανέφερε σε νήπια”, είπε ο Garic. “Αυτή είναι μια σημαντική πτυχή της ανάπτυξης του εγκεφάλου στα πρώτα χρόνια της ζωής που θα πρέπει να παρακολουθείται”, τόνισε.
Μελλοντικές Μελέτες και Δυνατότητες
Οι Garic και Shen υποθέτουν ότι ο υπερβολικός όγκος του ΕΝΥ είναι στάσιμος ή φραγμένος και δεν κυκλοφορεί στον εγκέφαλο τόσο αποτελεσματικά όσο θα έπρεπε.
Για την επόμενη ερευνητική τους προσπάθεια, οι ερευνητές σχεδιάζουν να χρησιμοποιήσουν ξανά μαγνητική τομογραφία για τη μέτρηση του ΕΝΥ στον εγκέφαλο ενός βρέφους που κοιμάται, αλλά αυτή τη φορά εστιάζοντας στη φυσιολογία και την ταχύτητα της ροής του ΕΝΥ σε όλο τον εγκέφαλο.
Η ερευνητική ομάδα συνεργάζεται επίσης με άλλους συνεργάτες για να ποσοτικοποιήσει το μέγεθος των περιαγγειακών χώρων και τη σοβαρότητα των συμπεριφορικών αποτελεσμάτων. Η ομάδα σχεδιάζει επίσης να επεκτείνει την έρευνά της σε νευρογενετικά σύνδρομα που σχετίζονται με τον αυτισμό, όπως το σύνδρομο Fragile X και το σύνδρομο Down.
“Συλλογικά η έρευνά μας έδειξε ότι οι ανωμαλίες του ΕΝΥ κατά το πρώτο έτος της ζωής θα μπορούσαν να έχουν μεταγενέστερες επιπτώσεις σε ποικίλα αποτελέσματα, συμπεριλαμβανομένης της μετέπειτα διάγνωσης αυτισμού, προβλημάτων ύπνου, νευροφλεγμονής και πιθανώς άλλων αναπτυξιακών αναπηριών”, είπε ο Shen.
