Az alkohol teratogén hatása az agyra és a viselkedésre

az alkohollal prenatálisan kitett gyermekek súlyos kognitív deficitek és viselkedési problémák, valamint az alkohollal kapcsolatos agyi szerkezetváltozások szenvedhetnek. A neuropszichológiai vizsgálatok a tanulás és a memória, valamint a végrehajtó működés hiányosságait azonosították mind a magzati alkohol szindrómában szenvedő gyermekeknél, mind a kevésbé súlyos károsodásban szenvedő gyermekeknél. Mindkét gyermekcsoport problémás viselkedést mutat, mint például az alkohol és a kábítószer-használat, a hiperaktivitás, az impulzivitás és a rossz szocializációs és kommunikációs készségek. Az agyi képalkotó vizsgálatok ezen gyermekek különböző agyi régióiban strukturális változásokat azonosítottak, beleértve a bazális ganglionokat, a corpus callosumot, a kisagyat és a hippocampust, amelyek a kognitív deficiteket magyarázhatják. A funkcionális agyi képalkotó vizsgálatok kimutatták az alkoholfogyasztásnak kitett gyermekek változásait is, amelyek az információfeldolgozás és a memória feladatainak hiányára utalnak. Kulcsszavak: magzati alkohol szindróma; prenatális alkoholexpozíció; teratogenezis; agyi képalkotás; neuropszichológiai értékelés; kognitív és memóriazavar; bazális ganglionok; corpus callosum; kisagy; hippocampus; elektroencefalográfia; mágneses rezonancia képalkotás; pozitron emissziós tomográfia; egyetlen foton emissziós számítógépes tomográfia

a prenatális alkohol expozíció súlyos és tartós káros hatással lehet a gyermekekre. A gyermek állapotának mértéke és súlyossága számos tényezőtől függ, például attól, hogy mennyi alkoholt fogyasztott a terhes anya, és milyen gyakran és mikor ivott a terhesség alatt. A legsúlyosabb eredmény a magzati alkohol szindróma ( FAS), amelynek diagnózisa három kritériumon alapul: ( 1) növekedési hiány , amely kis teljes magassággal és kis fejmérettel (azaz mikrocefáliával) nyilvánul meg; (2) központi idegrendszeri rendellenességek; és (3) az abnormális arcvonások jellegzetes mintázata. Más, súlyos prenatális alkoholexpozícióval rendelkező gyermekek azonban gyakran nem felelnek meg a FAS diagnosztikai kritériumainak. Ezeket a gyermekeket, akiknek általában hiányoznak a FAS jellegzetes arcvonásai, különféle módon jelölték meg magzati alkoholhatásokkal ( FAE) , alkohollal kapcsolatos neurodevelopmentális rendellenességgel ( ARND) vagy prenatális alkohol-expozícióval ( PEA). Mind a FAS-ban szenvedő, mind a kapcsolódó rendellenességekkel küzdő gyermekek olyan nőknél születhetnek, akikről ismert, hogy súlyos epizodikus módon vagy rendszeresebben isznak a terhesség alatt. A cikk hátralévő részében, a prenatális alkoholexpozícióval rendelkező gyermekeket, akik nem felelnek meg a FAS diagnosztikai kritériumainak, FAE-nek vagy PEA-nak nevezik. Ha rendelkezésre állnak, az ilyen gyermekek adatait meg kell jegyezni, ellenkező esetben az ebben a cikkben bemutatott eredmények a FAS-val diagnosztizált gyermekekre vonatkoznak.

a súlyos prenatális alkoholexpozícióval rendelkező gyermekek bizonyítékot mutatnak az agy szerkezetének és működésének változásaira, valamint számos viselkedési hatásra, amelyek feltehetően az agy sértéséből származnak. Az alkoholnak kitett gyermekek és serdülők körében végzett kutatások nagy része a strukturális vagy viselkedési hatásokra összpontosított. Csak a közelmúltban kezdtek el olyan tanulmányok bizonyítani a két terület közötti kapcsolatot, amelyek az agy szerkezetének változásai negatívan befolyásolhatják a viselkedést. Ez a cikk összefoglalja az alkohol teratogén ( azaz a fejlődő magzatra káros) viselkedését elemző neuropszichológiai vizsgálatok eredményeit , valamint az alkohol agyi struktúrára gyakorolt hatásait elemző agyi képalkotó vizsgálatok eredményeit. Ezután kiemeli a két kutatási terület közötti meglévő kapcsolatokat. Ezeknek a témáknak a szélesebb körű lefedettsége érdekében az olvasót Mattson and Riley (1998) és Roebuck és munkatársai (998) áttekintő cikkeire utalják .

neuropszichológiai vizsgálatok eredményei

általában a súlyos prenatális alkoholexpozíció számos funkcióterület hiányával jár, beleértve mind a kognitív működést (pl. általános intellektuális működés , új verbális információk megtanulása, vizuális-térbeli feladatok teljesítése), mind a finom-és a bruttó motoros teljesítményt. A neuropszichológiai vizsgálatok elemezték a prenatális alkoholexpozícióval rendelkező gyermekek kognitív károsodását. Bár ezek közül a tanulmányok közül sok a FAS-val diagnosztizált gyermekekre összpontosított, számos elemzés FAE-vel vagy PEA-val rendelkező gyermekeket tartalmazott. Fontos, hogy számos tanulmány azt mutatja, hogy erős hasonlóságok vannak a FAS és a FAE/ PEA gyermekek között.

például a FAS gyermekek általános kognitív képességeinek vizsgálata általában az átlagos IQ-pontszámokat jelenti a működés határvonalában (azaz az alacsony 70-es években), bár az intellektuálisan hiányos ((IQ-pontszám kevesebb , mint 70) az átlagig (IQ-pontszám 90 és 109 között) terjedhet. A FAE-ben vagy a PEA-ban szenvedő gyermekek az IQ-pontszámok hiányát is mutatják, bár ezek a hiányok általában nem olyan súlyosak, mint a FAS-ban szenvedő gyermekeknél (Streissguth et al. 1991; Mattson et al. 1997) .

az Általános intellektuális vagy kognitív deficitek mellett a kutatók a kognitív működési területek széles skáláját értékelték FAS, FAE vagy PEA gyermekeknél, beleértve a nyelvi készségeket, a vizuális-térbeli működést, a finommotoros viselkedést, a nonverbális tanulást és a tanulmányi teljesítményt. Általánosságban elmondható, hogy az alkoholnak kitett gyermekek mind FAS-val, mind anélkül jelentős károsodást mutatnak minden neuropszichológiai területen, kevés minőségi különbség figyelhető meg a FAS és a PEA/ FAE csoportok között. Hasonlóképpen, a prenatális alkoholexpozíció magas szintje összefügg a kognitív deficit fokozott kockázatával számos működő területen, ami ismét előfordulhat gyermekeknél mind a FAS diagnózisával, mind anélkül.

tanulás és memória

mind az anekdotikus információk, mind az állatkísérletek eredményei azt mutatták, hogy a prenatális alkohol expozíció befolyásolhatja a tanulást és a memóriát. A FAS-ban szenvedő gyermekek tanulmányai általában alátámasztották ezt a megfigyelést, bár a memória hiánya nem biztos, hogy olyan globális, mint azt egykor gondolták. Például egy tanulmány a verbális tanulást és a memóriát vizsgálta FAS-ban szenvedő gyermekeknél és alkoholmentes kontroll gyermekeknél ( Mattson et al. 1996 b). A tanulmány megállapította, hogy bár a FAS gyermekei némi hiányosságot mutattak a verbális információk memorizálásában, ezek a hiányok az információk megszerzésének nehézségeiből fakadtak, nem pedig az információk időbeli emlékezésének képességéből. Más tanulmányok is hasonló hiányosságokat tártak fel a nonverbális információk megszerzésében az alkoholfogyasztásnak kitett gyermekeknél ( Mattson és Roebuck a sajtóban) , ami arra utal, hogy a tanulási hiányosságok mind a verbális, mind a nonverbális arénákban előfordulnak, és valószínűleg jelentős károsodást okoznak a működés különböző területein. Nem világos azonban, hogy az egyes gyermekek károsodásának mértéke eltér-e a verbális és a nonverbális funkciók között.

egyes tanulmányok azt sugallják, hogy a FAS-ban szenvedő gyermekek jól teljesíthetnek, ha a memória funkciót más módon tesztelik, például az implicit memória tesztjeiben olyan típusú memória, amely nincs tudatos ellenőrzés alatt. Amikor az alanyok sikeresen elvégzik az implicit memóriateszteket, felhasználhatják a korábbi feladatokból származó információkat anélkül, hogy tudatában lennének annak, hogy ezt megtették. Egy tanulmányban a kutatók FAS szavak listáját mutatták be a gyerekeknek, és arra kérték a gyerekeket, hogy értékeljék ezeket a szavakat a szerethetőség szempontjából ( Mattson and Riley 1999) . ( Ez a minősítési összetevő arra szolgált, hogy fokozza a gyermekek figyelmét a szavakra. ) Később a tesztelési munkamenet során a gyerekeket arra kérték , hogy töltsenek ki részleges szavakat ( pl. MO vagy SM) az első eszembe jutott szóval ( pl. egér vagy mosoly). A vizsgáztató nem emlékeztette a gyerekeket az előző szavakra, sem arra, hogy emlékezzenek rájuk. Ennek ellenére mind a FAS, mind az ellenőrző gyermekek nagyobb valószínűséggel fejezték be a részleges szavakat az előző feladat szavaival, mint új szavakkal. Ezek az eredmények azt mutatták, hogy mindkét gyermekcsoport implicit memóriát használt, és hogy az előzetes expozíció segített nekik megtanulni és megjegyezni a szavakat. Ezek az eredmények együttesen azt sugallják, hogy bár a FAS-ban szenvedő gyermekek jelentős károsodást szenvedhetnek az új információk tanulásában, általános memóriafunkciójuk összetett, és nem biztos, hogy globálisan befolyásolja őket, mint azt általában gondolták. Ennek ellenére a memória bizonyos aspektusait befolyásolhatja a prenatális alkohol expozíció.

Executive Functioning

az “executive functioning” kifejezés a magasabb szintű kognitív képességek egy csoportjára utal, mint például a problémák megoldása, az elvont gondolkodás, az előre tervezés és a rugalmas gondolkodás. Az ilyen típusú készségek függetlenek az általános szellemi funkciótól, és befolyásolják, hogy egy személy képes-e elvégezni egy feladatot. Ezzel szemben más kognitív képességek tesztjei hajlamosak felmérni, hogy az ember milyen jól vagy milyen szinten teljesít egy készséget (Lezak 1995) . (További információ a végrehajtó működésről és a prenatális alkohol expozíciónak ezekre a készségekre gyakorolt hatásáról a Kodituwakkuand kollégák ebben a számában található cikkben található, 192 198.o. )

súlyos prenatális alkoholexpozícióval rendelkező gyermekek ( mind FAS-val, mind anélkül) kimutatták a végrehajtó működési feladatok károsodását (Kodi tuwakku et al. 1995; Mattson et al. 1999) . Fontos, hogy ezekben a tanulmányokban a gyermekek végrehajtó funkciójának hiánya nem volt összefüggésben általános intellektuális szintjükkel. Ezt a megállapítást támasztja alá egy nemrégiben készült tanulmány a FAS-ban vagy FAE-ben szenvedő felnőttek körében, amely megállapította, hogy az alanyok hiánya a végrehajtó működésben nagyobb volt, mint azt előre jelezték volna, ha az Általános IQ-pontszámokhoz kapcsolódnak ( Connor et al. sajtó) .
A végrehajtó működés hiányosságai valós következményekkel járhatnak az alkohol előtti expozíciós emberek számára. Például a súlyos prenatális alkoholexpozícióval rendelkező emberek anélkül cselekedhetnek, hogy először figyelembe vennék viselkedésük következményeit, vagy nehézségeik lehetnek a problémamegoldást igénylő tevékenységekkel vagy a tevékenységek sorozatának megtervezésével. Az ilyen típusú hiányok megmagyarázhatják, hogy a nehéz prenatális alkohol expo-ban szenvedő gyermekek, még azok is, akiknek átlagos IQ-pontszáma van, nehezen tudnak sikerrel járni az iskolában.

pszichoszociális deficitek és problémás viselkedés

a szülői jelentéseket és interjúkat tartalmazó tanulmányok azt sugallják, hogy az alkohollal kitett gyermekek FAS-val vagy anélkül nemcsak kognitív deficitek vannak, hanem nagy a kockázata azoknak a problémás viselkedéseknek is, amelyek zavarhatják az otthoni, iskolai és társadalmi környezetben való részvételüket. Például úgy tűnik, hogy ezek a gyermekek fokozott kockázatnak vannak kitéve a pszichiátriai rendellenességek, a törvénnyel kapcsolatos problémák, az alkohol és más kábítószerrel való visszaélés és más rosszul alkalmazkodó magatartások miatt ( Streissguth et al. 1996) . Sőt, nagyobb valószínűséggel vannak, mint az alkoholmentes gyermekek, akiket hiperaktívnak, bomlasztónak, impulzívnak vagy bűnözőnek minősítenek ( Roebuck et al. 1999; Mattson és Riley 2000). Hasonlóképpen, az életkornak megfelelő napi tevékenységek elvégzéséhez szükséges adaptív képességek és készségek mérésekor a FAS-ban szenvedő serdülők és felnőttek gyakran rossz szocializációs és kommunikációs készségeket mutatnak. Ezen túlmenően ezen serdülők és felnőttek többsége jelentős maladaptív viselkedést mutat ( pl. impulzivitás), és kevésbé valószínű, hogy önállóan él (Streissguth et al. 1991; Thomas et al. 1998) . Figyelemre méltó, hogy ezek a problémák olyan embereknél fordulnak elő, akik prenatálisan alkoholnak vannak kitéve, függetlenül attól, hogy megfelelnek-e a FAS kritériumainak, és nagyobb mértékben fordulnak elő, mint azt a személy általános szellemi működése vagy demográfiai tényezői megjósolnák.

agyi képalkotó vizsgálatok eredményei

az előző szakaszban leírt neuropszichológiai és viselkedési deficitek a prenatális alkohol expozíció hatásainak valós megnyilvánulásait képviselik. Bár úgy gondolják, hogy ezeknek az intézkedéseknek a hiánya bizonyítékot szolgáltat az agy szerkezetének vagy működésének alapjául szolgáló változásokra, ezek csak az ilyen agyi változások közvetett méréseit jelentik. Az alkohol közvetlen hatása az agy fejlődésére már a FAS legkorábbi jelentéseiben is megfigyelhető volt (Jones et al. 1973) azonban a FAS-ban szenvedő emberek agyának boncolási vizsgálata számos és széles körben elterjedt agyi rendellenességet észlelt. Mivel ezek az esetek csak a legsúlyosabban érintett gyermekeket képviselték, problematikus az eredményeket általánosítani minden FAS-ban élő ember számára. Számos strukturális képalkotó technika, például a mágneses rezonancia képalkotás ( MRI) és a funkcionális képalkotó technikák , például az elektroencefalográfia ( EEG), a pozitron emissziós tomográfia ( PET) és az egy foton emissziós számítógépes tomográfia ( SPECT) megjelenésével azonban a kutatók most már viszonylag nem invazív módon tanulmányozhatják az alkohol által érintett gyermekek élő agyát.

strukturális agyi képalkotás

az MRI-vel végzett képalkotó vizsgálatok számos különbséget tártak fel az alkohol-expozíciónak kitett és nem kitett egyének agya között. Összhangban a jellegzetes kis fejmérettel, amely a FAS egyik diagnosztikai kritériuma, a képalkotó vizsgálatok a FAS gyermekek agyának teljes méretének csökkenését mutatják (Roebuck et al. 1998) . Annak megállapítására, hogy ez a méretcsökkenés az összes agyterületre gyakorolt globális és diffúz alkoholhatásból származik-e, vagy csak meghatározott régiókra korlátozódik, a kutatók az agy teljes méretével arányosan értékelték a specifikus struktúrákat. Ez a megközelítés meghatározhatja, hogy bizonyos agyterületeken specifikus, aránytalanság-ate csökkenések fordulnak-e elő. Ezek a vizsgálatok több agyi területre összpontosítottak, beleértve a bazális ganglionokat, a corpus callosumot, a cerebellumot és a hippocampust (lásd az 1 .ábrát).

1. ábra: a prenatális alkohol expozíció által érintett agyterületek.

bazális ganglionok. A bazális ganglionok az idegsejt-klaszterek ( azaz a magok) egy csoportja, beleértve a caudate nucleust, a putament és a globus pallidust. Részt vesznek a motoros képességekben és a kognitív funkciókban, mint például a korábban leírt végrehajtó funkciók. Az MRI vizsgálatok kimutatták, hogy a bazális ganglionokat súlyos prenatális alkoholexpozíció befolyásolja, és aránytalanul csökken a térfogat a FAS-ban és a PEA-ban szenvedő gyermekeknél. A bazális ganglionok összetevőinek több farkú vizsgálata azt találta, hogy a redukciók nem egységesek, és úgy tűnik, hogy a caudate mag felelős a bazális ganglionok méretcsökkenésének legnagyobb részéért ( Mattson et al. 1996 a; Archibald et al. 2001) .

a caudate nucleus a kognitív funkciókban részt vevő bazális ganglionok része. Például az olyan készségek, mint az egyik feladatról a másikra való áttérés képessége, a nem megfelelő viselkedés gátlása és a térbeli memória, amelyek a prenatális alkohol-expozícióban szenvedő embereknél károsodnak, más populációk bazális ganglionjaival, például Huntington-kórban szenvedő betegekkel kapcsolatosak ( Mattson et al. 1996 a; Mattson és Riley 1999; Archibald et al. 2001) . Ennek megfelelően lehetséges, hogy a caudate nucleus csökkenése a prenatális alkoholexpozícióban szenvedő embereknél észlelt kognitív hiányok egy részét teszi ki. Ez a hipotézis különösen vonzó, mivel a farokmag kiterjedt idegi kapcsolatokkal rendelkezik az agy frontális lebenyeivel is, amelyekről hagyományosan azt gondolják, hogy magasabb kognitív és végrehajtó funkciókat közvetítenek.

Corpus Callosum. A corpus callosum egy nagy köteg idegrost, amely összeköti az agy két féltekéjét, ezáltal lehetővé téve az agy bal és jobb oldalának kommunikációját egymással. A corpus callosum rendellenességei a figyelem, az intellektuális működés, az olvasás, a tanulás, a verbális memória, valamint a végrehajtó és pszichoszociális működés hiányához kapcsolódnak, amelyek mindegyike károsodott az alkoholfogyasztó embereknél. Az MRI vizsgálatok és a boncolási jelentések arra utalnak, hogy a corpus callosum sebezhetősége a prenatális alkohol expozícióval szemben; az ilyen vizsgálatok azt találták , hogy a FAS-ban szenvedő emberek a corpus callosum elvékonyodásától a teljes hiányáig ( azaz agenesisig) terjedő rendellenességeket mutatnak ( Roebuck et al. 1998) . Amikor a corpus callosum meghatározott régióit elemezték, a kutatók azt találták, hogy az elülső terület, a genu és a hátsó terület, az isthmus és a splenium mérete aránytalanul csökkent ( Riley et al. 1995) . Ezenkívül a corpus callosum agenesisének aránya magasabb lehet a FAS-ban szenvedőknél, mint bármely más fejlődési rendellenességnél ( Jeret and Serur 1991; Riley et al. 1995) . a közelmúltban a kutatók részletesebben elemezték a FAS és a PEA gyermekek, valamint a kontroll gyermekek corpus callosumának alakját és helyét ( Sowell et al. 2001) . A tanulmány nemcsak megerősítette, hogy a corpus callosum mérete csökkent, különösen a spleniumban, hanem a háromdimenziós térben is jelentősen elmozdult ( lásd a 2 .ábrát). Miután az összes agyat az agy méretéhez és az agy középvonala mentén elhelyezkedő egyéb struktúrák elhelyezkedéséhez igazítottuk, összehasonlítottuk a corpus callosum átlagos helyét az alkoholfogyasztó gyermekek esetében a kontroll gyermekek átlagos helyével. Ez az elemzés megállapította, hogy a corpus callosum az alkohol-kitett gyermekek elmozdult, mint a kontroll gyermekek, a legnagyobb különbségek a területen a földszoros és splenium, mindkettő található a hátsó a corpus callosum. Ezenkívül ez a corpus callosum elmozdulás nagymértékben kapcsolódott a gyermekek verbális tanulási feladatban nyújtott teljesítményéhez. Más szavakkal, a nagyobb elmozdulású gyermekek jelentősebb teljesítménykárosodást mutattak.

2. ábra (felső) a corpus callosum átlagos körvonalai ( azaz az agy jobb és bal féltekéjét összekötő idegrostok kötege) alkoholfogyasztott alanyokban (ALC) és alkoholmentes kontroll alanyokban. A corpus callosum úgy van orientálva, hogy a fej eleje jobbra, a fej hátulja pedig balra legyen. Az ábra azt mutatja, hogy az ALC corpus callosum háromdimenziós térben elmozdul a kontroll alanyokéhoz képest, a legnagyobb elmozdulás a corpus callosum hátsó részén található isthmusban és spleniumban fordul elő. (Alul) egy térkép, amely az ALC és a kontroll alanyok közötti átlagos elmozdulást mutatja milliméterben. A sötétebb terület (lásd a nyilat) nagyobb elmozdulást jelez a két csoport között. A nagyobb elmozdulás bizonyos feladatok nagyobb teljesítménycsökkenésével jár.
forrás: ábra jóvoltából Dr. Elizabeth Sowell.

kisagy. Az agy másik területe, amelyet a prenatális alkohol expozíció befolyásol, a kisagy, amely mind a motoros, mind a kognitív képességekben részt vesz, és az agy tövében helyezkedik el. Például a kisagy károsodása szerepet játszik a tanulási hiányosságokban, valamint az egyensúlyban és a koordinációban, amelyek mindegyikét rontja a prenatális alkohol expozíció. Egy nemrégiben készült tanulmány megállapította, hogy a kisagy teljes térfogata aránytalanul csökkent a teljes agymérethez képest a FAS-ban szenvedő embereknél a kontroll alanyokhoz képest ( Archibald et al. 2001) . Ezek az eredmények részben megismétlik a korábbi jelentéseket a csökkent kisagy méretéről FAS és PEA gyermekeknél (Sowell et al. 1996) . A kisagy méretének általános csökkenése mellett mind az embereken, mind az állatokon végzett vizsgálatok azt sugallják, hogy a kisagy egy meghatározott régiója a kisagy vermis elülső részét különösen befolyásolja az alkohol expozíció a születés előtt vagy röviddel azután1 (Goodlett et al. 1990; Sowell et al. 1996) (1az állatokon, elsősorban rágcsálókon végzett vizsgálatokat röviddel a születés után végezték el, amely időszak megfelel az emberi terhesség harmadik trimeszterének az agy fejlődése szempontjából).

hippokampusz. A hippocampus egy olyan szerkezet, amely mélyen az agy temporális lebenyében fekszik, és részt vesz a memóriában. Bár a hippokampusz pontos funkciója a memória bizonyos aspektusaiban ellentmondásos, valószínűleg szerepet játszik az emlékek konszolidációjában. Például a csípő pocampalis károsodásában szenvedő felnőtteknél a legnyilvánvalóbb hatás az új emlékek tárolásának képességének elvesztése (azaz anterográd amnézia) . Állatkísérletek már régóta azt sugallják, hogy ezt a területet befolyásolja a prenatális alkohol expozíció ( Berman and Hannigan 2000) . Ezenkívül a FAS-ban szenvedő gyermekek MRI-vizsgálata dokumentálta a hippokampusz térfogat-aszimmetriáit, a hippokampusz abszolút térfogata a bal temporális lebenyben kisebb, mint a megfelelő terület a jobb temporális lebenyben ( Riikonen et al. 1999) . Bár ezek a különbségek normális neurológiai funkciójú felnőtteknél is fennállnak, az aszimmetria mértéke nagyobb volt a FAS gyermekeknél, mint a kontroll gyermekeknél. Ezzel szemben egy másik tanulmány megállapította, hogy a hippokampusz kevésbé érintett, mint a FAS gyermekek más agyi régiói ( Archibald et al. 2001) . Ebben a vizsgálatban a hippokampusz térfogatának csökkenése arányos volt az agy teljes méretének csökkenésével, míg más agyterületek nagyobb térfogatcsökkenést mutattak.

viselkedési vizsgálatok alátámasztották azt a hipotézist, hogy a hippocampus hatással lehet a prenatális alkohol expozíciós gyermekeknél. Például a prenatális alkohol expozícióval rendelkező emberek a térbeli memóriában, valamint a hippokampuszhoz kapcsolódó egyéb memória funkciókban hiányt mutatnak ( Uecker and Nadel 1996) . Az alkohollal fertőzött gyermekek memóriahiánya azonban részletesebb vizsgálatot igényel, és integrálni kell a hippokampusz integritásával kapcsolatos információkkal. Ez a kérdés rámutat a strukturális képalkotás korlátozására is, nevezetesen arra, hogy ez a megközelítés csak egy adott agyszerkezet méretét határozza meg, de nem jelzi, hogy a szerkezet megfelelően működik-e. Annak meghatározása érdekében, hogy egy adott agyterület hogyan működik különböző körülmények között, és hogy ezeket a funkciókat megváltoztatja-e a prenatális alkohol expozíció, a kutatók a funkcionális agyi képalkotó megközelítésekhez fordulnak, amelyeket a következő szakaszban tárgyalunk.

funkcionális agyi képalkotás

a funkcionális képalkotó technikák lehetővé teszik a kutatók számára, hogy tanulmányozzák az agy működését, akár nyugalomban, akár egy feladattal. Mivel egyes funkcionális technikák invazívabbak vagy technikailag nehezen végezhetők gyermekekkel, csak kis számú, ezeket a technikákat alkalmazó vizsgálatot végeztek FAS gyermekeknél. Ezekben a vizsgálatokban a leggyakrabban alkalmazott technika az elektroencefalográfia ( EEG) .

EEG. Az EEG méri az agy spontán elektromos aktivitását azáltal, hogy az agyból érkező jeleket a fejbőrre helyezett elektródákkal rögzíti. Ezek a jelek meghatározott frekvenciájú hullámokként jeleníthetők meg, mint például alfa, béta és theta hullámok. A csecsemőkön végzett korai vizsgálatok azt sugallták, hogy az EEG érzékeny mércéje lehet az agyi funkciók változásainak, amelyek a prenatális alkohol expozícióból származnak (Ioffe and Chernick 1990) . A FAS-ban szenvedő gyermekek és serdülők újabb tanulmányai azt találták, hogy ezeknek az alanyoknak körülbelül a fele klinikailag gyanús EEG-értékeket mutatott ( Kaneko et al. 1996 b). Ezenkívül a FAS-ban szenvedő alanyok csökkentették az alfa frekvenciák teljesítményét vagy erősségét, ami az uralkodó tevékenységtípus, amikor az ember nyugodt. Ezek a csökkentések elsősorban a bal agyféltekében voltak megfigyelhetők, és éretlen agyi aktivitásra utalnak.

hasonló technikák alkalmazásával meg lehet mérni az agy elektromos válaszát specifikus szenzoros ingerekre (azaz eseményekkel kapcsolatos potenciálokra) . Ezek az eseményekkel kapcsolatos potenciálok tüskékként jeleníthetők meg bizonyos agyhullámokban. Az egyik ilyen tüskét P300-nak hívják, mert általában körülbelül 300 milliszekundummal fordul elő az inger után; úgy tűnik, hogy tükrözi az információfeldolgozás kognitív aspektusait. Az EEG elemzések segítségével a kutatók azt találták , hogy a P300 tüskék késleltetéssel ( azaz hosszabb késleltetéssel) fordulnak elő egy bizonyos agyi régióban, a parietális kéregben, FAS gyermekeknél ( Kaneko et al. 1996 a, b). Ez a megállapítás arra utal, hogy a FAS-ban szenvedő gyermekeknek hiányuk lehet az információfeldolgozásban. Így az elektrofiziológiai mérések hatékony eszközök a FAS vizsgálatában; a jövőbeni tanulmányok, amelyek kombinálják őket az agyi képalkotás lokalizálásával, további információkat nyújthatnak az agy működéséről.

PET. A PET technika lehetővé teszi a kutatók számára, hogy figyelemmel kísérjék az egyes agyi régiók aktivitását az anyagcsere-vagy fiziológiai folyamatok, például a véráramlás vagy a cukormolekulák lebontása képeinek létrehozásával a szövetben. Ehhez a megközelítéshez az alanyt kis mennyiségű radioaktív anyaggal injektálják, hogy az agyi aktivitás az érdeklődésre számot tartó régióban mérhető legyen, miközben az alany feladatot hajt végre. Ezek a feladatok az egyszerűtől, például az ujj mozgatásától a komplexig terjedhetnek, például az információk visszahívásától. Egy PET-vizsgálatban az agyi aktivitást olyan FAS-ban szenvedő serdülőknél és felnőtteknél értékelték , akik nem mutattak súlyos mentális retardációt ( azaz magas működésűek voltak). A tanulmány kimutatta, hogy csökkent a metabolikus aktivitás a caudate nucleusban és a thalamusban, amikor az alanyok nyugalomban voltak (Clark et al. 2000) . Ezek a funkcionális adatok alátámasztják a szerkezeti adatokat, például a farokmag csökkentett méretét, ami arra utal, hogy a szubkortikális agyi régiók különösen érzékenyek lehetnek a prenatális alkohol sértésre.

SPECT. A SPECT technika hasonló a PET-hez, és bár kevésbé hatékony, gyakrabban elérhető. A FAS gyermekek közül azonban csak egy tanulmány alkalmazta ezt a technikát. Ebben a tanulmányban a kutatók azt találták, hogy a FAS gyermekek hasonló metabolikus aktivitást mutattak az agy mindkét féltekén (Riikonen et al. 1999) . A normálisan fejlődő gyermekek ezzel szemben nagyobb nyugalmi aktivitást mutatnak a bal féltekén, mint a jobb féltekén. Ezek az eredmények összhangban vannak a fent leírt EEG megállapításokkal, és támogathatják a verbális vagy nyelvi hiányokat a FAS gyermekeknél.

funkcionális mágneses rezonancia képalkotás ( fMRI) . Az élő agy aktivitásának tanulmányozására használt legújabb funkcionális technika az fMRI. Fő előnye, hogy kevésbé invazív, mint a PET vagy a SPECT, mert nem jár az alany radioaktív anyagokkal történő befecskendezésével; ráadásul gyakrabban elérhető. A PET-hez és a SPECT-hez hasonlóan az fMRI lehetővé teszi a kutatók számára, hogy megjelenítsék az agyi jelentéseket az fMRI-vizsgálatokról prenatális alkohol expozícióval rendelkező embereknél; azonban ilyen vizsgálatok jelenleg folyamatban vannak. Egy előzetes jelentés egy fMRI tanulmányt írt le a munkamemóriáról, amely négy FAS-ban vagy FAE-ben szenvedő felnőttnél rövid ideig a memóriában tárolt információkat használta ( Connor and Mahurin 2001) . A tanulmány aktivációt tárt fel a dorsolaterális prefrontális kéregnek nevezett területen a FAS alanyokban, de a kontroll alanyokban nem. Úgy gondolják, hogy ez a terület szerepet játszik a magasabb kognitív funkciókban, például a fent leírt végrehajtó funkciókban. Ez az eredmény arra utal, hogy a munkamemória feladat nehezebb volt az alkohollal kitett alanyok számára, és a frontális lebeny ezen régiójának nagyobb részvételét igényelte a kontroll alanyokhoz képest.

új képelemzési technikák

az agyi képalkotó technikák fejlesztése mellett az ezekkel a technikákkal kapott adatok elemzésének új módjai betekintést nyújtanak a tudósoknak a prenatális alkohol expozíció káros hatásairól. Az egyik ilyen technikát agytérképezésnek hívják. Strukturális MRI elemzést használ, de nagyobb vizualizációt biztosít az összes agyi struktúráról. Ennek eredményeként a kutatók az egész agyat egyszerre tanulmányozhatják, ahelyett, hogy konkrét agyi régiókra összpontosítanának, ezért könnyebben lokalizálhatják az agyi rendellenességeket, mint a korábbi technikákkal.

Sowell és munkatársai ( 2001 b ) A brain mapping technikát alkalmazták a FAS vagy PEA és az alkoholmentes kontroll alanyok agyi képeinek elemzésére és összehasonlítására. Archibald és munkatársai ( 2001) eredményeivel összhangban a tanulmány aránytalan csökkenést észlelt az agy fehérállományában , amely az idegsejteket összekötő idegsejt-kiterjesztéseket (azaz axonokat) tartalmazza. Ezzel szemben az agy szürkeállománya, amely az idegsejt testeket tartalmazza, olyan csökkentéseket mutatott, amelyek nem voltak olyan nagyok. Ezenkívül a parietális lebeny, amely részt vesz a vizuális-térbeli feldolgozásban és az érzékszervi információk integrálásában, különösen érzékenynek tűnt az alkohol hatásaira. Így, ha az agy teljes méretét figyelembe vettük, mind a térfogat ( Archibald et al. 2001) és a sűrűség (Sowell et al. 2001 b) a fehérállomány ebben a régióban jelentősen csökkent ( lásd: 3 .ábra). Ezzel szemben a szürkeállomány sűrűsége a parietális kéregben jelentősen megnőtt (Sowell et al. 2001 b). Ezek az eredmények további támogatást nyújtanak annak a feltételezésnek, hogy az alkohol hatása a fejlődő agyra nem globális jellegű, hanem szelektíven érinti az egyes agyi régiókat.

3. ábra az agyszövet sűrűségének változása nehéz prenatális alkohollal rendelkező gyermekeknél
expozíció. A reprezentatív agy látható a hátsó az agy felé
az olvasó s jobb. Az agytérképezési vizsgálatok a parietális lebenyben megnövekedett
szürkeállomány-sűrűséget ( bal oldalon sárga színnel látható), valamint csökkent
fehérállomány-sűrűséget ( jobb oldalon piros színnel látható) észleltek.
forrás: ábra jóvoltából Dr. Elizabeth Sowell.