Сканирование мозга более чем 2000 детей дошкольного возраста позволяет предположить, что воздействие жары и холода в раннем возрасте может оказывать длительное воздействие на микроструктуру белого вещества головного мозга, особенно при проживании в бедных районах.
Исследование, опубликованное в Nature Climate Change, подчеркивает уязвимость плода и детей к экстремальным температурам.
В условиях нынешней чрезвычайной климатической ситуации воздействие экстремальных температур на здоровье человека вызывает серьезную озабоченность научного сообщества и общества в целом. Дети особенно уязвимы к перепадам температур, поскольку их механизмы терморегуляции еще не сформировались.
Исследователи говорят, что развивающийся мозг плода и детей особенно восприимчив к воздействию окружающей среды, и есть некоторые предварительные данные, свидетельствующие о том, что воздействие холода и жары может повлиять на психическое благополучие и когнитивные способности детей и подростков.
В этом исследовании команда ученых изучила структуру белого вещества в мозге детей дошкольного возраста, чтобы определить периоды восприимчивости к воздействию холода и тепла в раннем возрасте. В анализ был включен 2681 ребенок из исследования Generation R, родившейся в Роттердаме, которым была проведена магнитно-резонансная томография (МРТ) в возрасте от 9 до 12 лет. Протокол МРТ оценивал взаимосвязанность мозга путем измерения величины и направления диффузии воды в белом веществе головного мозга. В более зрелом мозге вода течет больше в одном направлении, чем во всех направлениях, что приводит к более низким значениям показателя, называемого средней коэффициентом диффузии, и более высоким значениям другого показателя, называемого фракционной анизотропией. Исследовательская группа использовала продвинутый статистический подход для оценки воздействия среднемесячных температур на каждого участника с момента зачатия до 8-летнего возраста и их влияния на параметры МРТ-связи (средняя диффузионная способность и фракционная анизотропия), измеренные в возрасте 9-12 лет.
Результаты показывают, что воздействие холода во время беременности и в первый год жизни, а также воздействие тепла с рождения до трехлетнего возраста были связаны с более высокой средней коэффициентом диффузии в подростковом возрасте, что указывает на более медленное созревание белого вещества. «Холод» и «тепло» в данном случае определяются как те температуры, которые находятся на нижней и верхней границе распределения температур в исследуемой области соответственно.
«Волокна белого вещества отвечают за соединение различных областей мозга, обеспечивая связь между ними. По мере развития белого вещества эта связь становится быстрее и эффективнее. Наше исследование похоже на фотографию в определенный момент времени, и на этом снимке мы видим, что участники, более подверженные воздействию холода и жары, демонстрируют различия в параметре — средней коэффициенте диффузии, — который связан с более низким уровнем созревания белого вещества. В предыдущих исследованиях изменение этого параметра было связано с ухудшением когнитивных функций и некоторыми проблемами психического здоровья», — объясняет ведущий автор исследования Лаура Гранес.
Ученые отмечают, что самые большие изменения в параметрах подключения наблюдаются в первые годы жизни. Результаты изучения показывают, что именно в этот период быстрого развития мозга воздействие холода и тепла может оказывать длительное воздействие на микроструктуру белого вещества.
Не было обнаружено никакой связи между воздействием температуры в раннем возрасте и фракционной анизотропией в возрасте 9-12 лет. Авторы утверждают, что возможным объяснением является то, что эти два показателя отражают различные изменения микроструктуры, и что средняя коэффициент диффузии может быть более надежным показателем созревания белого вещества по сравнению с фракционной анизотропией.
Стратифицированный анализ по социально-экономическим условиям показал, что дети, живущие в бедных районах, более уязвимы к воздействию холода и жары. У этих детей периоды восприимчивости к холоду и жаре были аналогичны тем, которые были выявлены в общей группе, но начинались раньше. Эти различия могут быть связаны с жилищными условиями и энергетической бедностью.
Один из важных механизмов, который может объяснить влияние температуры окружающей среды на развитие нервной системы, может быть связан с ухудшением качества сна. Другие возможные механизмы включают нарушение функций плаценты, активацию гормональной системы, приводящую к повышению выработки кортизола, или воспалительные процессы.