Alkoholin teratogeeniset vaikutukset aivoihin ja käyttäytymiseen

lapset, jotka ovat ennen synnytystä altistuneet alkoholille, voivat kärsiä vakavista kognitiivisista vajauksista ja käyttäytymisongelmista sekä alkoholiin liittyvistä aivojen rakenteen muutoksista. Neuropsykologisissa tutkimuksissa on havaittu puutteita oppimisessa ja muistissa sekä toimeenpanokyvyssä sekä sikiön alkoholioireyhtymää sairastavilla lapsilla että lievemmin heikentyneillä lapsilla. Molemmissa lapsiryhmissä esiintyy myös ongelmakäyttäytymistä, kuten alkoholin ja huumeiden käyttöä, yliaktiivisuutta, impulsiivisuutta sekä huonoja sosialisaatio-ja viestintätaitoja. Aivojen kuvantamistutkimuksissa on havaittu rakenteellisia muutoksia näiden lasten eri aivoalueilla, mukaan lukien tyvitumakkeet, korpus kallosum, pikkuaivot ja hippokampus, jotka voivat selittää kognitiivisia vajauksia. Funktionaalisissa aivokuvantamistutkimuksissa on havaittu myös alkoholille altistuneilla lapsilla muutoksia, jotka viittaavat puutteisiin tiedonkäsittelyssä ja muistitehtävissä. KEY WORDS: fetal alcohol syndrome; prenatal alcohol exposure; teratogeneesi; brain imaging; neuropsykologinen arviointi; kognitiivinen ja muistihäiriö; tyvitumakkeet; corpus kallosum; pikkuaivot; hippokampus; aivosähkökuvaus; magneettikuvaus; positroniemissiotomografia; yhden fotonin emissiotomografia

Raskaudenaikaisella alkoholialtistuksella voi olla vakavia ja pysyviä haittavaikutuksia lapsille. Lapsen tilan laajuus ja vakavuus riippuu useista tekijöistä, kuten siitä, kuinka paljon raskaana oleva äiti käytti alkoholia ja kuinka usein ja missä vaiheessa raskautta hän joi. Vakavin seuraus on sikiön alkoholioireyhtymä ( FAS) , jonka diagnoosi perustuu kolmeen kriteeriin: ( 1) kasvun puutos , joka ilmenee pienenä kokonaispituutena ja pienenä pään kokoisena ( esim. mikrokefaliana); (2) keskushermoston häiriöt; ja ( 3) epänormaalien kasvonpiirteitten erottuva kuvio. Muut lapset, joilla on ollut runsaasti raskaudenaikaista alkoholialtistusta, eivät kuitenkaan useinkaan täytä FAS: n diagnostisia kriteerejä. Nämä lapset, joilla ei tyypillisesti ole FAS: n tyypillisiä kasvonpiirteitä, on eri tavoin leimattu sikiön alkoholivaikutuksiksi ( FAE) , alkoholiin liittyväksi neurologiseksi kehityshäiriöksi ( ARND) tai raskaudenaikaiseksi alkoholialtistukseksi ( pea) . Sekä FAS-lapsia että niihin liittyviä sairauksia sairastavia lapsia voi syntyä naisille, joiden tiedetään juovan raskaudenaikaisesti tai säännöllisemmin. Tämän artikkelin loppuosa tarkoittaa, että lapsilla, joilla on ollut raskaudenaikainen alkoholialtistus ja jotka eivät täytä FAS: n diagnostisia kriteerejä, tarkoitetaan joko EPÄIHMISIÄ tai herneitä. Jos tällaisia lapsia koskevat tiedot ovat saatavilla, ne kirjataan; muussa tapauksessa tässä artikkelissa esitetyt tulokset viittaavat lapsiin, joilla on diagnosoitu FAS.

lapsilla, joilla on ollut runsaasti raskaudenaikaista alkoholialtistusta, on näyttöä aivojen rakenteen ja toiminnan muutoksista sekä erilaisista käyttäytymisvaikutuksista, jotka oletettavasti johtuvat tästä aivojen loukkauksesta. Suurin osa alkoholille altistuneilla lapsilla ja nuorilla tehdystä tutkimuksesta on keskittynyt joko rakenteellisiin tai käyttäytymiseen liittyviin vaikutuksiin. Vasta viime aikoina tutkimukset ovat alkaneet osoittaa näiden kahden alueen välistä suhdetta, että aivojen rakenteen muutokset voisivat vaikuttaa negatiivisesti käyttäytymiseen. Tässä artikkelissa esitetään yhteenveto tuloksista neuropsykologisissa tutkimuksissa, joissa analysoidaan alkoholin teratogeenisiä (eli kehittyvälle sikiölle haitallisia) vaikutuksia käyttäytymiseen, ja aivojen kuvantamistutkimuksissa, joissa analysoidaan alkoholin vaikutuksia aivojen rakenteeseen. Siinä korostetaan näiden kahden tutkimusalueen välisiä yhteyksiä. Laajemmin näitä aiheita käsitellään Mattson and Rileyn (1998) ja Roebuckin ja kollegoiden (998) arvosteluissa .

neuropsykologisten tutkimusten tulokset

raskaaseen raskaudenaikaiseen alkoholialtistukseen liittyy yleensä puutteita monilla eri toiminta-alueilla, mukaan lukien sekä kognitiiviset toiminnot ( esim. yleinen älyllinen toiminta, uuden sanallisen tiedon oppiminen ja suorituskyky visuaalis-avaruudellisissa tehtävissä) että hieno-ja karkeamotorinen suorituskyky. Neuropsykologisissa tutkimuksissa on analysoitu niiden lasten kognitiivisia häiriöitä, joilla on ollut raskaudenaikaista alkoholialtistusta. Vaikka monet näistä tutkimuksista ovat keskittyneet lapsiin, joilla on diagnosoitu FAS, useissa analyyseissä on ollut mukana lapsia, joilla on EPÄIHMINEN tai herne. Tärkeää on, että monet tutkimukset osoittavat, että vahvoja yhtäläisyyksiä on olemassa lasten FAS ja lasten FAE/ PEA.

esimerkiksi FAS-lasten kognitiivisia kykyjä koskevat tutkimukset raportoivat tyypillisesti keskimääräiset ÄLYKKYYSOSAMÄÄRÄT toiminnan rajatasolla ( eli alle 70-vuotiailla), vaikka ne voivat vaihdella älyllisesti puutteellisesta ( ( ÄLYKKYYSOSAMÄÄRÄT Alle 70) keskimääräiseen ( ÄLYKKYYSOSAMÄÄRÄT 90-109). Lapsilla, joilla on EPÄIHMINEN tai herne, on myös puutteita ÄLYKKYYSOSAMÄÄRISSÄ, vaikka nämä puutteet eivät yleensä ole yhtä vakavia kuin lapsilla, joilla on FAS (Streissguth et al. 1991; Mattson ym. 1997) .

yleisen älyllisen tai kognitiivisen vajauksen lisäksi tutkijat ovat arvioineet monenlaisia kognitiivisia toiminta-alueita FAS -, FAE-tai PEA-lapsilla, mukaan lukien kielitaito, visuaalis-avaruudellinen toiminta, Hienomotorinen käyttäytyminen, sanaton oppiminen ja koulumenestys. Yleisesti ottaen alkoholille altistuneilla lapsilla, joilla on FAS-oireyhtymä tai joita ei ole todettu, esiintyy merkittävää heikentymistä kaikilla neuropsykologisilla alueilla, ja FAS-ja PEA/ FAE-ryhmien välillä on havaittu vain vähän laadullisia eroja. Myös raskaudenaikaisen alkoholialtistuksen korkea taso liittyy kohonneeseen kognitiivisten vajeiden riskiin eri toiminta-alueilla, mikä taas voi ilmetä lapsilla, joilla on sekä FAS-diagnoosi että ilman sitä.

oppiminen ja muisti

sekä anekdoottiset tiedot että eläinkokeiden tulokset ovat osoittaneet, että raskaudenaikainen alkoholialtistus voi vaikuttaa oppimiseen ja muistiin. FAS-tautia sairastavia lapsia koskevat tutkimukset ovat yleensä tukeneet tätä havaintoa, vaikka muistihäiriöt eivät ehkä olekaan niin globaaleja kuin aiemmin luultiin. Esimerkiksi yhdessä tutkimuksessa selvitettiin sanallista oppimista ja muistia FAS-lapsilla ja alkoholille altistumattomilla verrokkilapsilla ( Mattson et al. 1996). Tutkimuksessa havaittiin, että vaikka FAS: n lapset osoittivat joitakin puutteita suullisen tiedon muistamisessa, nämä puutteet johtuivat pikemminkin vaikeuksista tiedon hankkimisessa kuin kyvystä muistaa tieto ajan kuluessa. Myös muut tutkimukset ovat paljastaneet samanlaisia puutteita sanattoman tiedon hankkimisessa alkoholille altistuneilla lapsilla (Mattson ja Roebuck lehdistössä) , mikä viittaa siihen, että oppimishäiriöitä esiintyy sekä sanallisilla että sanattomilla areenoilla ja ne todennäköisesti aiheuttavat merkittävää heikentymistä eri toiminta-alueilla. On kuitenkin epäselvää, eroaako kunkin lapsen heikentymisaste sanallisen ja sanattoman toiminta-alueen välillä.

jotkut tutkimukset viittaavat siihen, että lapset, joilla on FAS, voivat suoriutua hyvin, kun muistin toimintaa testataan eri tavalla, esimerkiksi implisiittisen muistin testeissä muistityyppi, joka ei ole tietoisessa kontrollissa. Kun tutkittavat suorittavat implisiittisiä muistitestejä onnistuneesti, he voivat käyttää aiempien tehtävien tietoja tietämättä tehneensä niin. Eräässä tutkimuksessa tutkijat näyttivät lapsille FAS-sanaluetteloita ja pyysivät lapsia arvioimaan nämä sanat samankaltaisuudesta ( Mattson and Riley 1999) . (Tämä luokitusosa lisäsi lasten huomiota sanoihin. ) Myöhemmin testaussessiossa lapsia pyydettiin täydentämään osasanoja ( esim. MO tai SM) ensimmäisellä mieleen tulleella sanalla (esim. hiiri tai hymy). Lapsia ei muistutettu edellisistä sanoista eikä kuulustelija kehottanut muistamaan niitä. Sekä FAS että kontrollilapset täydensivät kuitenkin osasanat todennäköisemmin edellisen tehtävän sanoilla kuin uusilla sanoilla. Nämä tulokset osoittivat, että molemmat lapsiryhmät käyttivät implisiittistä muistia ja että aiempi altistuminen auttoi heitä oppimaan ja muistamaan sanat. Yhdessä nämä havainnot viittaavat siihen, että vaikka FAS: ää sairastavilla lapsilla saattaa olla merkittäviä heikennyksiä uuden tiedon oppimisessa, heidän yleinen muistitoimintonsa on monimutkainen eikä se välttämättä vaikuta niin maailmanlaajuisesti kuin yleisesti luultiin. Raskaudenaikainen alkoholialtistus voi kuitenkin vaikuttaa tiettyihin muistin osa-alueisiin.

Executive Functioning

termillä ”executive functioning” tarkoitetaan ryhmää korkeamman tason kognitiivisia kykyjä, kuten ongelmien ratkaisemista, abstraktia ajattelua, tulevaa suunnittelua ja joustamista omassa ajatteluprosessissa. Tällaiset taidot ovat riippumattomia yleisestä älyllisestä toiminnasta ja vaikuttavat siihen, voiko henkilö suorittaa tehtävän ja millä tavalla. Vastaavasti muiden kognitiivisten kykyjen testit pyrkivät arvioimaan, kuinka hyvin tai millä tasolla henkilö suorittaa taidon (Lezak 1995) . (Lisätietoja johdon toiminnasta ja raskaudenaikaisen alkoholialtistuksen vaikutuksista näihin taitoihin on Koditu Wakkuand collectives-lehden artikkelissa, s.192 198. )

lapsilla, joilla on raskaasti prenataalinen alkoholialtistus ( sekä FAS: n kanssa että ilman), on todettu heikentyneen johtotehtävissä ( Kodi tuwakku et al. 1995; Mattson ym. 1999) . On tärkeää, että näissä tutkimuksissa lasten puutteet toimeenpanotehtävissä eivät liittyneet heidän älylliseen kokonaistasoonsa. Tätä havaintoa tukee äskettäinen aikuisten FAS tai epäihmisten tutkimus, jossa todettiin, että koehenkilöiden alijäämät toimeenpanon toiminnassa olivat suurempia kuin olisi ennustettu, jos ne liittyvät yleiseen älykkyysosamäärään (Connor et al. lehdistössä).
puutteilla toimeenpanovallan toiminnassa voi olla tosielämän seurauksia ihmisille, jotka ovat ennen synnytystä altistuneet alkoholille. Esimerkiksi raskaasta raskaudenaikaisesta alkoholialtistuksesta kärsivät ihmiset voivat toimia harkitsematta ensin käyttäytymisensä seurauksia tai heillä voi olla vaikeuksia sellaisten toimintojen kanssa, jotka vaativat ongelmanratkaisua tai toimintojen suunnittelemista. Tällaiset puutteet saattavat selittää sen, miksi raskaasta alkoholinkäytöstä ennen syntymää kärsivillä lapsilla, jopa niillä, joiden älykkyysosamäärä on keskimäärin, on vaikeuksia menestyä koulussa.

psykososiaaliset vajeet ja ongelmakäyttäytyminen

vanhempien raportteihin ja haastatteluihin sisältyneet tutkimukset ovat osoittaneet, että alkoholille altistuneilla lapsilla, joilla on tai ei ole FAS: ää, on kognitiivisten häiriöiden lisäksi suuri riski ongelmakäyttäytymiselle, joka voi häiritä heidän osallistumistaan kotona, koulussa ja sosiaalisessa ympäristössä. Esimerkiksi nämä lapset näyttävät olevan lisääntynyt riski psykiatristen häiriöiden, ongelmia lain, alkoholin ja muiden huumeiden väärinkäyttö, ja muut maladaptive käyttäytymistä (Streissguth et al. 1996) . Lisäksi ne ovat todennäköisempiä kuin ei-alkoholin altistuvat lapset luokitellaan hyperaktiivinen, häiritsevä, impulsiivinen, tai rikollinen ( Roebuck et al. 1999; Mattson ja Riley 2000). Samoin adaptiivisten kykyjen ja taitojen mittauksissa, joita tarvitaan iän mukaisten päivittäisten elintoimintojen suorittamiseen, nuorilla ja aikuisilla, joilla on FAS, on usein huono sosialisaatio ja viestintätaidot. Lisäksi suurimmalla osalla näistä nuorista ja aikuisista on merkittävää maladaptive-käyttäytymistä (esim. impulsiivisuus)ja he elävät vähemmän todennäköisesti itsenäisesti (Streissguth et al. 1991; Thomas ym. 1998) . On merkille pantavaa, että näitä ongelmia esiintyy ihmisillä, jotka ovat ennen synnytystä altistuneet alkoholille riippumatta siitä, täyttävätkö ne FAS-kriteerit vai eivät, ja niitä esiintyy enemmän kuin ihmisen yleinen älyllinen toiminta tai demografiset tekijät ennustaisivat.

Aivokuvantamistutkimusten tulokset

edellisessä jaksossa kuvatut neuropsykologiset ja käytöshäiriöt ovat tosielämän ilmentymiä raskaudenaikaisen alkoholialtistuksen vaikutuksista. Vaikka näiden mittausten puutteiden ajatellaan antavan näyttöä taustalla olevista muutoksista aivojen rakenteessa tai toiminnassa, ne edustavat vain epäsuoria mittareita tällaisista aivomuutoksista. Alkoholin suorat vaikutukset aivojen kehitykseen havaittiin jo FAS: n varhaisimmissa raporteissa (Jones et al. 1973) kuitenkin, ja ruumiinavaustutkimuksissa, joissa tutkittiin FAS: ää sairastavien ihmisten aivoja, havaittiin lukuisia ja laajalle levinneitä aivopoikkeavuuksia. Koska nämä tapaukset edustivat vain pahiten sairastuneita lapsia, on ongelmallista yleistää havainnot koskemaan kaikkia FAS: n kanssa eläviä ihmisiä. Kynnyksellä lukuisia rakenteellisia kuvantamistekniikoita , kuten magneettikuvaus ( MK), ja toiminnallisia kuvantamistekniikoita , kuten elektroenkefalografia ( EEG), positroniemissiotomografia ( PET), ja yhden fotoniemissiotomografia ( SPECT), kuitenkin, tutkijat voivat nyt tutkia elävien aivojen alkoholin-vaikuttaa lasten suhteellisen noninvasive tavalla.

aivojen rakenteellinen kuvantaminen

magneettikuvauksella tehdyt kuvantamistutkimukset ovat paljastaneet useita eroja alkoholille altistuneiden ja altistumattomien aivojen välillä. Sopusoinnussa tyypillisen pienen pään koon kanssa, joka on yksi FAS: n diagnostisista kriteereistä, kuvantamistutkimukset osoittavat FAS: n lasten aivojen yli-all-koon vähenemisen (Roebuck et al. 1998) . Selvittääkseen, johtuuko tämä koon pieneneminen maailmanlaajuisista ja hajanaisista alkoholin vaikutuksista kaikille aivoalueille vai rajoittuuko se tietyille alueille, tutkijat ovat arvioineet tiettyjä rakenteita suhteessa aivojen kokonaiskokoon. Tällä lähestymistavalla voidaan selvittää, esiintyykö tietyillä aivoalueilla erityisiä, epäsuhtaisia vähennyksiä. Nämä tutkimukset ovat keskittyneet useisiin aivoalueisiin, mukaan lukien tyvitumakkeet, korpus kallosum, pikkuaivot ja hippokampus (KS .kuva 1).

Kuva1: aivoalueet, joihin sikiöaikainen alkoholialtistus vaikuttaa.

Tyvitumakkeet. Tyvitumakkeet ovat ryhmä hermosoluryhmiä (tumat) , joihin kuuluvat muun muassa caudate Tuma, putamen ja globus pallidus. Ne liittyvät motorisiin kykyihin ja kognitiivisiin toimintoihin, kuten edellä kuvattuihin toimeenpanotoimintoihin. MAGNEETTIKUVATUTKIMUKSISSA on havaittu, että runsas raskaudenaikainen alkoholialtistus vaikuttaa tyvitumakkeisiin ja niiden tilavuus pienenee suhteettomasti FAS-ja PEA-tautia sairastavilla lapsilla. Tyvitumakkeen komponenttien tarkemmassa tutkimuksessa havaittiin, että vähennykset eivät ole yhdenmukaisia ja että tyvitumake näyttää selittävän suurimman osan tyvitumakkeen pienenemisestä (Mattson et al. 1996 a; Archibald et al. 2001) .

caudate tuma on kognitiivisiin toimintoihin osallistuva tyvitumakkeiden osa. Esimerkiksi taidot, kuten kyky siirtyä tehtävästä toiseen, esto sopimatonta käyttäytymistä, ja spatiaalinen muisti, jotka ovat heikentyneet ihmiset prenataalinen alkoholialtistus, ovat liittyneet tyvitumakkeiden muissa populaatioissa, kuten potilaat, joilla Huntingtonin tauti ( Mattson et al. 1996 a ; Mattson and Riley 1999; Archibald et al. 2001) . Näin ollen on mahdollista, että caudate tuman pieneneminen selittää osan kognitiivisista vajauksista, joita on havaittu ihmisillä, joilla on sikiöaikainen alkoholialtistus. Tämä hypoteesi on erityisen houkutteleva, koska caudate tuma on myös laajat hermoyhteydet otsalohkojen aivojen, jotka perinteisesti ajatellaan välittämään korkeampia kognitiivisia ja toimeenpanevia toimintoja.

Corpus Callosum. Corpus callosum on suuri joukko hermokuituja, jotka yhdistävät kaksi aivopuoliskoa, jolloin aivojen vasen ja oikea puoli voivat kommunikoida keskenään. Corpus callosum-poikkeavuudet on yhdistetty tarkkaavaisuuden, älyllisen toiminnan, lukemisen, oppimisen, verbaalisen muistin sekä toimeenpanevan ja psykososiaalisen toiminnan puutteisiin, jotka kaikki ovat heikentyneet alkoholille altistuneilla ihmisillä. MK-tutkimukset ja ruumiinavausraportit viittaavat korpus-kallosumin alttiuteen raskaudenaikaiselle alkoholialtistukselle; näissä tutkimuksissa havaittiin , että FAS-potilailla esiintyy poikkeavuuksia, jotka vaihtelevat ohenemisesta täydelliseen poissaoloon ( eli ageneesiin) korpus-kallosumista ( Roebuck et al. 1998) . Kun tiettyjä alueita corpus callosum analysoitiin, tutkijat havaitsivat, että edessä-eniten alueella genu ja takaisin-eniten alueilla Kannas ja splenium olivat suhteettoman pienentynyt koko ( Riley et al. 1995) . Lisäksi corpus callosumin ageneesin määrä voi olla suurempi ihmisillä, joilla on FAS kuin millään muulla kehityshäiriöllä(Jeret and Serur 1991; Riley et al. 1995) .

viime aikoina tutkijat analysoivat yksityiskohtaisemmin FAS-ja PEA-lasten sekä kontrollilasten corpus callosumin muotoa ja sijaintia ( Sowell et al. 2001) . Tutkimus ei ainoastaan vahvistanut, että corpus callosum pieneni kooltaan, erityisesti splenium, mutta että se myös merkittävästi syrjäytti kolmiulotteisessa avaruudessa ( KS .kuva 2). Kun kaikki aivot oli tasattu aivojen koon ja muiden aivojen keskiviivaa pitkin sijaitsevien rakenteiden sijainnin perusteella, alkoholille altistuneiden lasten korpus-kallosumin keskimääräistä sijaintia verrattiin verrokkilasten keskimääräiseen sijaintiin. Analyysissä havaittiin, että alkoholille altistuneiden lasten korpuskallosum oli syrjäyttynyt verrattuna verrokkilapsiin, ja suurimmat erot olivat kannaksen ja spleniumin alueella, jotka molemmat sijaitsevat korpuskallosumin takaosassa. Lisäksi tämä corpus callosum-Siirtymä liittyi suuresti lasten suoritukseen sanallisessa oppimistehtävässä. Toisin sanoen lapsilla, joilla oli suurempi siirtymä, oli merkittävämpiä suorituskykyhaittoja.

kuva 2 ( Top) aivokurkiaisen ( eli aivojen oikean ja vasemman puolipallon yhdistävien hermosäikeiden nippu) keskimääräiset ääriviivat alkoholille altistuneilla koehenkilöillä ( ALC) ja alkoholille altistumattomilla koehenkilöillä. Corpus callosum on suuntautunut niin, että pään etuosa on oikealla ja takaraivo vasemmalla. Luku osoittaa, että ALC: n korpus kallosum siirtyy kolmiulotteisessa avaruudessa verrokkeihin verrattuna, ja suurin siirtymä tapahtuu Kannaksella ja splenium korpus-kallosumin takaosassa. (Alhaalla) kartta, jossa näkyy keskimääräinen Siirtymä millimetreinä ALC: n ja kontrollihenkilöiden välillä. Tummempi alue (KS.nuoli) viittaa suurempaan siirtymiseen kahden ryhmän välillä. Suurempi Siirtymä liittyy suurempaan suorituskyvyn heikkenemiseen tietyissä tehtävissä.
lähde:kuva Dr. Elizabeth Sowell.

pikkuaivot. Toinen raskaudenaikaisesta alkoholialtistuksesta kärsivä aivojen alue on pikkuaivot, jotka osallistuvat sekä motorisiin että kognitiivisiin taitoihin ja sijaitsevat aivojen juuressa. Esimerkiksi pikkuaivojen vaurioituminen on vaikuttanut oppimisvaikeuksiin sekä tasapainoon ja koordinaatioon, joita kaikkia raskausajan alkoholialtistus heikentää. Tuoreessa tutkimuksessa havaittiin, että pikkuaivojen kokonaistilavuus väheni suhteettomasti suhteessa aivojen kokonaiskoon FAS – potilailla verrattuna verrokkihenkilöihin (Archibald et al. 2001) . Nämä havainnot osittain toistavat aikaisempia raportteja pikkuaivojen koon pienenemisestä FAS-ja PEA-lapsilla ( Sowell et al. 1996) . Pikkuaivojen koon yleisen pienenemisen lisäksi sekä ihmisillä että eläimillä tehdyt tutkimukset viittaavat siihen, että tiettyyn pikkuaivojen alueeseen pikkuaivojen vermisuonen etuosaan vaikuttaa erityisesti alkoholialtistus ennen syntymää tai pian sen jälkeen1 (Goodlett et al. 1990; Sowell ym. 1996) (1eläimillä, pääasiassa jyrsijöillä, tehdyt tutkimukset tehtiin pian syntymän jälkeen, mikä vastaa ihmisen aivojen kehityksen kannalta raskauden kolmatta kolmannesta kolmanneksesta).

hippokampus. Hippokampus on rakenne, joka sijaitsee syvällä aivojen ohimolohkossa ja on mukana muistissa. Vaikka hippokampuksen tarkka tehtävä muistin erityispiirteissä on kiistanalainen, sillä on todennäköisesti rooli muistojen yhdistymisessä. Esimerkiksi aikuisilla, joilla on lonkkapoukamavaurio, selkein vaikutus on uusien muistojen tallennuskyvyn menetys (eli anterogradinen amnesia) . Eläinkokeet ovat jo pitkään osoittaneet, että tällä alueella vaikuttaa sikiöaikainen alkoholialtistus ( Berman and Hannigan 2000) . Lisäksi MRI-tutkimuksessa lapsilla, joilla oli FAS: n mukaan hippokampuksen tilavuuden epäsymmetrisyys, vasemman ohimolohkon hippokampuksen absoluuttinen tilavuus oli pienempi kuin vastaavan alueen tilavuus oikeassa ohimolohkossa (Riikonen et al. 1999) . Vaikka tällaisia eroja on myös aikuisilla, joiden neurologinen toiminta on normaalia, epäsymmetriaa oli enemmän FAS-lapsilla kuin verrokkilapsilla. Kääntäen, toinen tutkimus totesi, että hippokampus oli vähemmän vaikuttaa kuin jotkut muut aivojen alueilla FAS lapset ( Archibald et al. 2001) . Kyseisessä tutkimuksessa hippokampuksen tilavuuden pieneneminen oli suhteessa aivojen kokonaiskoon pienenemiseen, kun taas muilla aivoalueilla tilavuus pieneni enemmän.

Käyttäytymiskokeet ovat tukeneet hypoteesia, jonka mukaan hippokampus saattaa vaikuttaa lapsilla, joilla on sikiöaikainen alkoholialtistus. Esimerkiksi raskaudenaikaisen alkoholialtistuksen saaneilla ihmisillä on raportoitu esiintyvän puutteita spatiaalisessa muistissa sekä muissa hippokampukseen liittyvissä muistitoiminnoissa ( Uecker and Nadel 1996) . Alkoholille altistuneiden lasten muistivaikeudet vaativat kuitenkin tarkempaa tutkimusta, ja niihin tulisi liittää tietoa hippokampuksen eheydestä. Tämä kysymys viittaa myös rakenteellisen kuvantamisen rajoitukseen, nimittäin siihen, että tämä lähestymistapa määrittää vain tietyn aivorakenteen koon, mutta ei kerro siitä, toimiiko rakenne oikein. Selvittääkseen, miten tietty aivoalue toimii eri olosuhteissa ja muuttuvatko nämä toiminnot raskaudenaikaisen alkoholialtistuksen vuoksi, tutkijat ovat siirtymässä toiminnallisiin aivojen kuvantamismenetelmiin, joita käsitellään seuraavassa jaksossa.

Functional Brain Imaging

Functional imaging-tekniikoiden avulla tutkijat voivat tutkia, miten aivot toimivat joko levossa tai tehtävän yhteydessä. Koska jotkut toiminnalliset tekniikat ovat invasiivisempia tai teknisesti vaikeita toteuttaa lapsilla, vain pieni määrä näitä tekniikoita käyttäviä tutkimuksia on tehty FAS-lapsilla. Yleisimmin käytetty tekniikka näissä tutkimuksissa on elektroenkefalografia ( EEG) .

EEG. Aivosähkökäyrä mittaa aivojen spontaania sähköistä toimintaa tallentamalla aivoista tulevia signaaleja päänahkaan asetetuilla elektrodeilla. Nämä signaalit voidaan visualisoida aaltoina, joilla on tietyt taajuudet, kuten alfa -, beeta-ja theta-aallot. Varhaiset tutkimukset pikkulapsilla viittasivat siihen, että EEG voi olla herkkä mittari aivojen toiminnan muutoksille, jotka johtuvat raskaudenaikaisesta alkoholialtistuksesta (Ioffe and Chernick 1990) . Uudemmat tutkimukset lapsilla ja nuorilla, joilla oli FAS, osoittivat, että noin puolella näistä koehenkilöistä oli kliinisesti epäilyttäviä EEG-lukemia ( Kaneko et al. 1996). Lisäksi koehenkilöillä, joilla oli FAS, ilmeni alfataajuuksien tehon tai voimakkuuden vähenemistä, mikä on vallitseva aktiviteettityyppi, kun henkilö on rentoutunut. Nämä vähenemiset havaittiin pääasiassa vasemmalla aivopuoliskolla ja viittasivat epäkypsään aivotoimintaan.

samankaltaisilla tekniikoilla on mahdollista mitata aivojen sähköistä vastetta tiettyihin aistiärsykkeisiin ( eli tapahtumaan liittyviin mahdollisuuksiin). Nämä tapahtumaan liittyvät potentiaalit voidaan visualisoida piikkeinä tietyissä aivoaalloissa. Yksi näistä piikeistä on nimeltään P300, koska se esiintyy tyypillisesti noin 300 millisekuntia ärsykkeen jälkeen; se näyttää heijastavan tiedonkäsittelyn kognitiivisia näkökohtia. EEG-analyysien avulla tutkijat havaitsivat, että P300-piikit esiintyvät viiveellä ( eli niillä on pitkittynyt latenssi) tietyllä aivojen alueella, päälaen aivokuoressa, FAS-lapsilla (Kaneko et al. 1996 a, b). Tämä havainto viittaa siihen, että FAS-tautia sairastavilla lapsilla saattaa olla puutteita tiedonkäsittelyssä. Näin elektrofysiologiset mittaukset ovat tehokkaita työkaluja FAS: n tutkimuksessa; tulevat tutkimukset, joissa ne yhdistetään lokalisoivaan aivokuvaukseen, voivat antaa lisätietoa aivojen toiminnasta.

PET. PET-tekniikan avulla tutkijat voivat seurata tiettyjen aivoalueiden toimintaa tuottamalla kuvia aineenvaihdunnallisista tai fysiologisista prosesseista, kuten verenkierrosta tai sokerimolekyylien hajoamisesta kudoksessa. Tätä lähestymistapaa varten koehenkilölle ruiskutetaan pieniä määriä radioaktiivista ainetta, jotta aivojen toimintaa kiinnostavalla alueella voidaan mitata koehenkilön suorittaessa tehtävää. Nämä tehtävät voivat vaihdella yksinkertaisista, kuten sormen liikuttamisesta, monimutkaisiin, kuten tietojen palauttamiseen. Yhdessä PET-tutkimuksessa arvioitiin aivojen toimintaa FAS-tautia sairastavilla nuorilla ja aikuisilla , joilla ei ollut vaikeaa kehitysvammaisuutta ( eli joilla oli korkea toimintakyky). Tutkimus paljasti metabolisen aktiivisuuden vähentyneen caudate-tumassa ja talamuksessa, kun koehenkilöt olivat levossa ( Clark et al. 2000) . Nämä toiminnalliset tiedot tukevat rakenteellisia tietoja, kuten caudate tuman pienentynyttä kokoa, mikä viittaa siihen, että subkortiaaliset aivoalueet saattavat olla erityisen herkkiä raskaudenaikaiselle alkoholin loukkaukselle.

SPECT. SPECT-tekniikka on samanlainen kuin PET, ja vaikka se on vähemmän tehokas, se on yleisemmin saatavilla. Tätä tekniikkaa on kuitenkin käytetty vain yhdessä FAS-lapsilla tehdyssä tutkimuksessa. Kyseisessä tutkimuksessa tutkijat havaitsivat, että FAS-lapsilla oli samanlaista metabolista aktiivisuutta molemmilla aivopuoliskoilla ( Riikonen ym. 1999) . Normaalisti kehittyvät lapset sen sijaan lepäävät enemmän vasemmalla aivopuoliskolla kuin oikealla aivopuoliskolla. Nämä tulokset ovat yhdenmukaisia edellä kuvattujen EEG-tulosten kanssa ja voivat tukea FAS-lasten sanallisia tai kielellisiä puutteita.

funktionaalinen magneettikuvaus ( fMRI) . Uusin toiminnallinen tekniikka, jota käytetään tutkittaessa toimintaa elävissä aivoissa, on fMRI. Sen tärkein etu on se, että se on vähemmän invasiivisia kuin PET tai SPECT, koska se ei edellytä ruiskuttamalla kohde radioaktiivisia aineita; lisäksi se on yleisemmin saatavilla. Samanlainen PET ja SPECT, fMRI avulla tutkijat visualisoida aivojen raportteja olemassa fMRI tutkimuksia ihmisten prenataalinen alkoholialtistus; kuitenkin tällaiset tutkimukset ovat parhaillaan käynnissä. Yhdessä alustavassa raportissa kuvattiin fMRI-tutkimus työmuistista, jossa käytettiin lyhyen aikaa muistissa olevia tietoja neljällä aikuisella, joilla oli FAS tai FAE ( Connor and Mahurin 2001) . Tutkimuksessa havaittiin aktivoitumista dorsolateraaliseksi prefrontaaliseksi aivokuoreksi kutsutulla alueella FAS-koehenkilöillä, mutta ei verrokeilla. Tämän alueen arvellaan vaikuttavan korkeampiin kognitiivisiin toimintoihin, kuten edellä kuvattuihin toimeenpanotoimintoihin. Tämä tulos viittaa siihen, että työmuistitehtävä oli alkoholille altistuneille vaikeampi ja vaati tämän otsalohkon alueen suurempaa osallistumista verrokkeihin verrattuna.

uudet kuva-analyysitekniikat

aivojen kuvantamistekniikoiden parannusten lisäksi uudet tavat analysoida näillä tekniikoilla saatua tietoa tarjoavat tutkijoille oivalluksia raskaudenaikaisen alkoholialtistuksen vahingollisista vaikutuksista. Yksi niistä tekniikoista on aivojen kartoitus. Se käyttää rakenteellista magneettikuvausta, mutta antaa paremman visualisoinnin kaikista aivojen rakenteista. Tämän seurauksena tutkijat voivat tutkia koko aivot kerralla, sen sijaan keskittyä tiettyihin aivojen alueilla, ja siksi voi paikallistaa aivojen poikkeavuuksia helpommin kuin aiemmilla tekniikoilla.

Sowell ja kollegat ( 2001 b ) ovat käyttäneet brain mapping-tekniikkaa analysoidakseen ja verratakseen FAS-tai PEA-potilaiden ja alkoholille altistumattomien verrokkien aivokuvia. Archibaldin ja kollegoiden ( 2001) tulosten mukaisesti tutkimuksessa havaittiin kohtuutonta vähenemistä aivojen valkoisessa aineessa , joka sisältää hermosolujen jatkeet (ts. aksonit), jotka yhdistävät hermosoluja toisiinsa. Sitä vastoin aivojen harmaassa aineessa, joka sisältää hermosoluruumiita, ilmeni pienenemistä, joka ei ollut yhtä suurta. Lisäksi parietaalilohko, joka osallistuu visuaalis-avaruudelliseen käsittelyyn ja aistitiedon integrointiin, näytti olevan erityisen altis alkoholin vaikutuksille. Näin ollen, kun koko aivojen koko oli otettu huomioon, sekä tilavuus (Archibald et al. 2001) ja tiheys (Sowell et al. 2001 B) valkoisen aineen määrä tällä alueella väheni merkittävästi ( KS .kuva 3). Vastaavasti harmaan aineen tiheys parietaalisessa aivokuoressa lisääntyi merkittävästi (Sowell et al. 2001). Nämä havainnot tukevat myös väitettä, jonka mukaan alkoholin vaikutus kehittyviin aivoihin ei ole luonteeltaan maailmanlaajuinen vaan vaikuttaa valikoivasti tiettyihin aivoalueisiin.

kuva 3 aivokudostiheyden muutokset lapsilla, joilla oli runsaasti prenataalista alkoholia
altistus. Edustavia aivoja esitetään siten, että aivojen takaosa on
lukijan oikealla puolella. Aivojen kartoitustutkimuksissa havaittiin alueita, joilla
harmaan aineen tiheys oli lisääntynyt ( vasemmalla keltaisella), sekä alueita, joilla
valkoisen aineen tiheys oli pienentynyt ( oikealla punaisella) päälakilohkossa.
lähde:kuva Dr. Elizabeth Sowell.