Излагането на топлина и студ в ранна възраст може да повлияе на развитието на бялото вещество на мозъка

Сканиране на мозъка на повече от 2000 деца в предучилищна възраст установи, че ранното излагане на топлина и студ може да има дългосрочни последици върху микроструктурата на бялото вещество на мозъка, особено при тези, които живеят в бедни райони. Проучването, публикувано в списание Nature Climate Change, подчертава уязвимостта на фетусите и децата към екстремни температури. Проучването е ръководено от Института за глобално здраве в Барселона (ISGlobal).

В настоящата климатична криза, въздействието на екстремните температури върху човешкото здраве е от голямо значение за научната общност и обществото. Децата са особено уязвими към температурните промени, тъй като техните терморегулаторни механизми са незрели.

„Знаем, че развиващият се мозък на фетусите и децата е особено чувствителен към влияния на околната среда и има някои предварителни доказателства, че излагането на студ и топлина може да повлияе на психичното благополучие и когнитивните способности при деца и юноши“, казва Моника Гуксенс, изследовател в ISGlobal, Erasmus MC и CIBERESP. „Въпреки това, има малко проучвания, оценяващи потенциалните промени в мозъчната структура в резултат на тези влияния“, добавя тя.

В това проучване екипът на Гуксенс е изследвал структурата на бялото вещество в мозъка на деца в предучилищна възраст, за да идентифицира периоди на уязвимост към студ и топлина в ранния живот. Анализът е обхванал 2681 деца от проучването „Поколение R“ в Ротердам, които са преминали през магнитно-резонансна томография (ЯМР) на възраст между 9 и 12 години. Протоколът за ЯМР е оценил мозъчната активност чрез измерване на количеството и посоката на дифузия на вода в бялото вещество на мозъка.

В по-възрастните мозъци водата тече повече в една посока, отколкото във всички посоки, което води до по-ниски стойности за маркер, наречен средна дифузивност, и по-високи стойности за маркер, наречен фракционна анизотропия. Изследователският екип използва усъвършенстван статистически подход, за да оцени за всеки участник излагането на средни месечни температури от зачеването до 8-годишна възраст и техния ефект върху тези ЯМР параметри (средна дифузивност и фракционна анизотропия), измерени на възраст от 9 до 12 години.

Периодът на възприемчивост между бременността и тригодишната възраст

Резултатите показват, че излагането на студ по време на бременност и първата година от живота, както и излагането на топлина от раждането до 3-годишна възраст, са свързани с по-висока средна дифузионност в предпубертетна възраст, което показва по-бавно съзряване на бялото вещество. Тук студът и топлината се определят като температури в долния и горния край на температурното разпределение в интересуващата ни област.

„Влакната на бялото вещество са отговорни за свързването на различни области на мозъка, което им позволява да комуникират. С развитието на бялото вещество тази комуникация става по-бърза и по-ефективна. Нашето проучване е като моментна снимка в определен момент и това, което виждаме на това изображение, е, че участниците, по-изложени на студ и топлина, показват разлики в параметър - средна дифузионност - който е свързан с по-ниски нива на зреене на бялото вещество“, обяснява Лаура Грейнс, изследовател на IDIBELL и ISGlobal и първи автор на изследването.

„В предишни проучвания промените в този параметър са били свързани с влошаване на когнитивната функция и някои проблеми с психичното здраве“, добавя тя.

„Най-големите промени в параметрите на свързаност се наблюдават през първите години от живота“, казва съавторът на изследването Карлес Сориано от IDIBELL, UB и CIBERSAM. „Нашите резултати показват, че именно през този период на бързо развитие на мозъка излагането на студ и топлина може да има дълготрайни ефекти върху микроструктурата на бялото вещество.“

Не е открита връзка между ранното излагане на температура и фракционната анизотропия на възраст 9–12 години. Авторите предполагат, че възможно обяснение е, че двата параметъра отразяват различни микроструктурни промени и че средната дифузионност може да е по-надежден индикатор за зреене на бялото вещество, отколкото фракционната анизотропия.

Децата от бедни семейства са по-застрашени

Анализът, стратифициран по социално-икономически условия, показа, че децата, живеещи в бедни райони, са по-уязвими към излагане на студ и топлина. Тези деца са имали периоди на чувствителност към студ и топлина, подобни на тези в общата кохорта, но са започнали по-рано. Тези разлики може да са свързани с условията на живот и енергийната бедност.

Един важен механизъм, който може да обясни ефекта на околната температура върху невроразвитието, може да бъде влошаване на качеството на съня. Други възможни механизми включват нарушаване на плацентарната функция, активиране на хормоналната ос, водещо до повишено производство на кортизол, или възпалителни процеси.

„Нашите открития помагат да се привлече вниманието към уязвимостта на фетусите и децата към променящите се температури“, казва Гуксенс. Констатациите също така подчертават необходимостта от стратегии за обществено здраве, които да защитават най-уязвимите общности пред лицето на надвисналата климатична катастрофа.