Teratogene effecten van Alcohol op hersenen en gedrag

kinderen die prenataal aan alcohol zijn blootgesteld, kunnen lijden aan ernstige cognitieve stoornissen en gedragsproblemen, alsook aan alcoholgerelateerde veranderingen in de hersenstructuur. Neuropsychologische studies hebben tekorten in het leren en geheugen evenals in uitvoerend functioneren vastgesteld zowel bij kinderen met foetaal alcoholsyndroom als bij kinderen met minder strenge beperkingen. Beide groepen kinderen vertonen ook probleemgedrag, zoals alcohol-en druggebruik, hyperactiviteit, impulsiviteit en slechte socialisatie-en communicatievaardigheden. De studies van de hersenenweergave hebben structurele veranderingen in diverse hersenengebieden van deze kinderen met inbegrip van de basale ganglia, corpus callosum, cerebellum, en hippocampus geà dentificeerd die voor de cognitieve tekorten kunnen verklaren. De functionele studies van de hersenenweergave hebben ook veranderingen in alcohol-blootgestelde kinderen ontdekt die van tekorten in informatieverwerking en geheugentaken wijzen. Trefwoorden: foetaal alcoholsyndroom; prenatale blootstelling aan alcohol; teratogenese; beeldvorming van de hersenen; neuropsychologische beoordeling; cognitieve en geheugenstoornis; basale ganglia; corpus callosum; cerebellum; hippocampus; elektro-encefalografie; magnetic resonance imaging; positron emissie tomografie; single photon emissie computertomografie

prenatale blootstelling aan alcohol kan ernstige en permanente nadelige effecten hebben op kinderen. De mate en ernst van de toestand van een kind hangt af van verschillende factoren, zoals hoeveel alcohol de zwangere moeder heeft gedronken en hoe vaak en op welk moment tijdens haar zwangerschap zij heeft gedronken. De ernstigste uitkomst is het foetaal alcoholsyndroom ( FAS), waarvan de diagnose is gebaseerd op drie criteria: ( 1) groeideficiëntie manifesteert zich door kleine totale lengte en kleine hoofdgrootte (d.w.z. microcefalie); (2) aandoeningen van het centrale zenuwstelsel; en (3) een onderscheidend patroon van abnormale gelaatstrekken. Andere kinderen met een voorgeschiedenis van zware prenatale blootstelling aan alcohol voldoen echter vaak niet aan de diagnostische criteria van FAS. Deze kinderen, die typisch de karakteristieke gelaatstrekken van FAS missen , zijn verschillend bestempeld als het hebben van foetale alcoholeffecten ( FAE), alcohol-gerelateerde neurodevelopmental disorder ( ARND), of prenatale blootstelling aan alcohol ( PEA) . Zowel kinderen met FAS als kinderen met verwante aandoeningen kunnen worden geboren bij vrouwen waarvan bekend is dat ze op een zware episodische manier drinken of vaker tijdens de zwangerschap. Voor de rest van dit artikel worden kinderen met prenatale alcoholblootstelling die niet voldoen aan de diagnostische criteria van FAS aangeduid als FAE of PEA. Indien beschikbaar worden gegevens van dergelijke kinderen genoteerd; anders hebben de resultaten in dit artikel betrekking op kinderen bij wie FAS is vastgesteld.

kinderen met een voorgeschiedenis van zware prenatale blootstelling aan alcohol vertonen aanwijzingen voor veranderingen in de hersenstructuur en-functie, evenals een verscheidenheid aan gedragseffecten die vermoedelijk het gevolg zijn van deze belediging van de hersenen. Het grootste deel van het onderzoek onder alcohol-blootgestelde kinderen en adolescenten is gericht op de structurele of gedragseffecten. Pas onlangs zijn studies begonnen om de relatie tussen de twee gebieden aan te tonen die veranderingen in hersenstructuur gedrag negatief kunnen beïnvloeden. Dit artikel geeft een samenvatting van de resultaten van neuropsychologische studies die de teratogene effecten van alcohol ( dat wil zeggen , schadelijk voor de zich ontwikkelende foetus) op het gedrag analyseren en van hersenbeeldvormingsstudies die de effecten van alcohol op de hersenstructuur analyseren. Vervolgens wordt gewezen op de bestaande verbanden tussen deze twee onderzoeksgebieden. Voor een uitgebreidere dekking van deze onderwerpen wordt de lezer verwezen naar recensieartikelen van Mattson and Riley (1998) en Roebuck and colega ‘ s (998) .

resultaten van neuropsychologische Studies

over het algemeen wordt zware prenatale blootstelling aan alcohol geassocieerd met tekorten op een breed scala van functiegebieden, waaronder zowel cognitief functioneren ( bijvoorbeeld algemeen intellectueel functioneren , leren van nieuwe verbale informatie, en prestaties op visueel-ruimtelijke taken) als fijn-en grofmotorisch functioneren. Neuropsychologische studies hebben de cognitieve stoornissen van kinderen met een voorgeschiedenis van prenatale alcohol blootstelling geanalyseerd. Hoewel veel van deze studies zijn gericht op kinderen gediagnosticeerd met FAS, verschillende analyses hebben kinderen met FAE of erwt opgenomen. Belangrijk is dat veel studies aantonen dat er sterke overeenkomsten bestaan tussen kinderen met FAS en kinderen met FAE/ PEA.

bijvoorbeeld, studies naar het algehele cognitieve vermogen bij FAS-kinderen rapporteren doorgaans gemiddelde IQ-scores in het grensgebied van functioneren (dat wil zeggen in de lage 70-er jaren), hoewel deze kunnen variëren van intellectueel deficiënt ((IQ-scores minder dan 70) tot gemiddeld (IQ-scores tussen 90 en 109). Kinderen met FAE of PEA vertonen ook tekorten in IQ-scores, hoewel deze tekorten meestal niet zo ernstig zijn als bij kinderen met FAS (Streissguth et al. 1991; Mattson et al. 1997) .

naast de algemene intellectuele of cognitieve tekorten hebben onderzoekers een breed scala aan gebieden voor cognitief functioneren geëvalueerd bij kinderen met FAS, FAE of PEA, waaronder taalvaardigheden, visueel-ruimtelijk functioneren, fijnmotorisch gedrag, non-verbaal leren en academische prestaties. Over het algemeen vertonen aan alcohol blootgestelde kinderen met en zonder FAS significante stoornissen in alle neuropsychologische gebieden met weinig kwalitatieve verschillen waargenomen tussen de FAS en PEA/ FAE groepen. Evenzo, hoge niveaus van prenatale alcoholblootstelling zijn gerelateerd aan een verhoogd risico op cognitieve tekorten over een waaier van het functioneren gebieden, die opnieuw bij kinderen kunnen voorkomen zowel met als zonder een diagnose van FAS.

leren en geheugen

zowel anekdotische informatie als resultaten van dierstudies hebben aangetoond dat prenatale blootstelling aan alcohol het leren en het geheugen kan beïnvloeden. Studies van kinderen met FAS hebben over het algemeen deze observatie ondersteund, hoewel de tekorten in het geheugen misschien niet zo globaal zijn als ooit werd gedacht. Bijvoorbeeld, een studie onderzocht verbale leren en geheugen bij kinderen met FAS en niet-alcohol-blootgestelde controle kinderen (Mattson et al. 1996 b ) . De studie vond dat hoewel de kinderen van FAS sommige tekorten in het onthouden van mondelinge informatie demonstreerden, deze tekorten uit moeilijkheden met de verwerving van de informatie eerder dan met de capaciteit resulteerden om de informatie in tijd te herinneren. Andere studies hebben ook vergelijkbare tekorten in de verwerving van non-verbale informatie in aan alcohol blootgestelde kinderen ( Mattson en Roebuck in de pers) geopenbaard , die suggereren dat het leren tekorten in zowel verbale als non-verbale arena ‘ s voorkomen en waarschijnlijk significante verslechtering in diverse gebieden van het functioneren veroorzaken. Het is echter onduidelijk of de mate van handicap voor elk kind verschilt tussen de verbale en non-verbale gebieden van functie.

sommige studies suggereren dat kinderen met FAS goed kunnen presteren wanneer de geheugenfunctie op een andere manier wordt getest, bijvoorbeeld bij tests van impliciet geheugen een type geheugen dat niet onder bewuste controle is. Wanneer proefpersonen met succes impliciete geheugentests uitvoeren, kunnen ze informatie van eerdere taken gebruiken zonder zich ervan bewust te zijn dat ze dit hebben gedaan. In een studie, onderzoekers toonden kinderen met FAS lijsten van woorden en vroeg de kinderen om die woorden te beoordelen op sympathiciteit (Mattson and Riley 1999). (Deze rating component diende om de kinderen’ s aandacht voor de woorden te verbeteren. ) Later in de testsessie werden de kinderen gevraagd om gedeeltelijke woorden ( bijv. MO of SM) in te vullen met het eerste woord dat in me opkwam ( bijv. muis of glimlach). De kinderen werden niet herinnerd aan de vorige woorden noch gevraagd om hen te herinneren door de examinator. Niettemin, zowel FAS en controle kinderen waren meer kans om de gedeeltelijke woorden te vullen met woorden van de vorige taak dan met nieuwe woorden. Deze resultaten gaven aan dat beide groepen kinderen impliciet geheugen gebruikten en dat eerdere blootstelling hen hielp de woorden te leren en te onthouden. Al met al suggereren deze bevindingen dat hoewel kinderen met FAS significante beperkingen kunnen hebben bij het leren van nieuwe informatie, hun algemene geheugenfunctie complex is en mogelijk niet zo globaal wordt beïnvloed als algemeen werd gedacht. Niettemin kunnen specifieke aspecten van het geheugen worden beïnvloed door prenatale blootstelling aan alcohol.

uitvoerend functioneren

De term “uitvoerend functioneren” verwijst naar een groep van cognitieve vermogens van hoger niveau, zoals het oplossen van problemen, abstract denken, vooruitdenken en flexibel zijn in iemands denkprocessen. Dit soort vaardigheden zijn onafhankelijk van de algemene intellectuele functie en beïnvloeden of en op welke manier een persoon een taak kan voltooien. Omgekeerd, testen van andere cognitieve vaardigheden hebben de neiging om te beoordelen hoe goed, of op welk niveau, een persoon presteert een vaardigheid ( Lezak 1995) . (Voor meer informatie over executive functioning en de effecten van prenatale blootstelling aan alcohol op deze vaardigheden, zie het artikel in dit nummer van Kodituwakku en collega ‘ s, blz.192 198. )

kinderen met een zware prenatale blootstelling aan alcohol ( zowel met als zonder FAS) hebben stoornissen aangetoond bij uitvoerende taken (Kodi tuwakku et al. 1995; Mattson et al. 1999) . Belangrijk is dat in deze studies de tekortkomingen van de kinderen in de uitvoerende functie niet gerelateerd waren aan hun algemene intellectuele niveaus. Deze bevinding wordt ondersteund door een recente studie onder volwassenen met FAS of FAE, waaruit bleek dat de proefpersonen tekorten in het uitvoerend functioneren groter waren dan zou zijn voorspeld als ze gerelateerd waren aan de totale IQ scores (Connor et al. in de pers). tekortkomingen in het functioneren van de uitvoerende macht kunnen reële gevolgen hebben voor mensen die prenataal aan alcohol zijn blootgesteld. Bijvoorbeeld, mensen met zware prenatale alcohol blootstelling kunnen handelen zonder eerst rekening te houden met de gevolgen van hun gedrag of ze kunnen problemen hebben met activiteiten die het oplossen van problemen vereisen of met het plannen van een opeenvolging van activiteiten. Dit soort tekorten kunnen verklaren waarom kinderen met zware prenatale alcohol expo-sure, zelfs die met een gemiddelde IQ scores, moeite hebben met slagen op school. uit studies met ouderrapporten en interviews is gebleken dat aan alcohol blootgestelde kinderen met of zonder FA niet alleen cognitieve stoornissen hebben, maar ook een hoog risico lopen op probleemgedrag dat hun deelname aan huis, school en sociale omgevingen kan belemmeren. Deze kinderen lijken bijvoorbeeld een verhoogd risico te lopen op psychiatrische stoornissen, problemen met de wet, alcohol-en ander drugsgebruik en ander gedrag ( Streissguth et al. 1996) . Bovendien zijn ze meer kans dan niet-alcohol-blootgestelde kinderen te worden beoordeeld als hyperactief, disruptief, impulsief, of delinquent (Roebuck et al. 1999; Mattson and Riley 2000). Op dezelfde manier vertonen adolescenten en volwassenen met FAS vaak slechte socialisatie-en communicatieve vaardigheden op het gebied van aanpassingsvermogen en vaardigheden die nodig zijn om op de leeftijd afgestemde dagelijkse activiteiten uit te voeren. Bovendien vertonen de meerderheid van deze adolescenten en volwassenen significant maladaptief gedrag ( bijvoorbeeld impulsiviteit) en hebben ze minder kans om zelfstandig te leven (Streissguth et al. 1991; Thomas et al. 1998) . Het is opmerkelijk dat deze problemen zich voordoen bij mensen die prenataal aan alcohol zijn blootgesteld, ongeacht of ze al dan niet aan de criteria van FAS voldoen en zich in grotere mate voordoen dan zou worden voorspeld door de algemene intellectuele werking van de persoon of demografische factoren.

resultaten van onderzoeken naar beeldvorming van de hersenen

de neuropsychologische en gedragstekorten die in de vorige paragraaf zijn beschreven, vertegenwoordigen de werkelijke manifestaties van de effecten van prenatale blootstelling aan alcohol. Hoewel de tekorten op deze maatregelen worden verondersteld om bewijsmateriaal van onderliggende veranderingen in hersenstructuur of functie te verstrekken, vertegenwoordigen zij slechts indirecte maatregelen van dergelijke hersenveranderingen. De directe effecten van Alcohol op de ontwikkeling van de hersenen werden al opgemerkt in de vroegste rapporten van FAS (Jones et al. 1973), echter, en autopsiestudies van hersenen van mensen met FAS opgemerkt tal van en wijdverspreide hersenafwijkingen. Omdat deze gevallen alleen de zwaarst getroffen kinderen vertegenwoordigden, is het problematisch om de bevindingen te veralgemenen aan alle mensen die met FAS leven. Met de komst van talrijke structurele weergavetechnieken, zoals magnetic resonance imaging ( MRI) , en functionele weergavetechnieken, zoals elektroencephalografie ( EEG) , positron emissie tomografie ( PET) , en enige foton emissie computertomografie ( SPECT) , echter, kunnen de onderzoekers nu de levende hersenen van alcohol-beà nvloede kinderen op een relatief niet-invasieve manier bestuderen.

structurele beeldvorming van de hersenen

beeldvormingsstudies met behulp van MRI hebben verschillende verschillen aangetoond tussen de hersenen van aan alcohol blootgestelde en niet-blootgestelde personen. In overeenstemming met de karakteristieke kleine hoofdgrootte, die een van de diagnostische criteria voor FAS is, tonen beeldvormingsstudies een afname in de over-all grootte van de hersenen van FAS-kinderen (Roebuck et al. 1998) . Om te bepalen of deze verkleining het gevolg is van globale en diffuse alcoholeffecten op alle hersengebieden of beperkt is tot specifieke gebieden, hebben onderzoekers specifieke structuren beoordeeld in verhouding tot de totale hersengrootte. Deze benadering kan bepalen of specifieke, wanverhouding-ate reducties optreden in sommige hersengebieden. Deze onderzoeken hebben zich gericht op verschillende hersengebieden, waaronder de basale ganglia, corpus callosum, cerebellum en hippocampus (zie figuur 1) .

figuur 1: hersengebieden beïnvloed door prenatale blootstelling aan alcohol.

basale Ganglia. De basale ganglia zijn een groep zenuwcelclusters (d.w.z. kernen) , waaronder de caudate nucleus, putamen en globus pallidus. Ze zijn betrokken bij motorische vaardigheden en cognitieve functies, zoals de eerder beschreven uitvoerende functies. MRI-studies hebben aangetoond dat de basale ganglia worden beïnvloed door zware prenatale blootstelling aan alcohol en zijn onevenredig verminderd in volume bij kinderen met FAS en PEA. Meer de-tailed onderzoek van de componenten van de basale ganglia bleek dat de reducties zijn niet uniform en dat de caudate nucleus lijkt te verklaren voor het grootste deel van de vermindering van de grootte in de basale ganglia ( Mattson et al. 1996 a ; Archibald et al. 2001) .

de nucleus caudatus is het gedeelte van de basale ganglia dat betrokken is bij cognitieve functies. Bijvoorbeeld, vaardigheden zoals het vermogen om te verschuiven van de ene taak naar de andere, remming van ongepast gedrag, en ruimtelijk geheugen, die zijn aangetast bij mensen met prenatale alcohol blootstelling, zijn gerelateerd aan de basale ganglia in andere populaties, zoals patiënten met de ziekte van Huntington ( Mattson et al. 1996 a; Mattson and Riley 1999; Archibald et al. 2001) . Daarom is het mogelijk dat de vermindering van de caudate nucleus een deel van de cognitieve tekorten veroorzaakt die worden gezien bij mensen met prenatale alcoholblootstelling. Deze hypothese is bijzonder aantrekkelijk omdat de caudate nucleus ook uitgebreide neurale verbindingen met de frontale kwabben van de hersenen heeft, die traditioneel worden verondersteld om hogere cognitieve en uitvoerende functies te bemiddelen.

Corpus Callosum. Het corpus callosum is een grote bundel zenuwvezels die de twee hemisferen van de hersenen verbinden, waardoor de linker-en rechterkant van de hersenen met elkaar kunnen communiceren. Corpus callosum afwijkingen zijn gekoppeld aan tekorten in de aandacht, intellectuele functioneren, lezen, leren, verbale geheugen, en uitvoerende en psychosociale functioneren, die allemaal zijn aangetast in alcohol-blootgestelde mensen. MRI-studies en autopsierapporten suggereren een kwetsbaarheid van het corpus callosum voor prenatale blootstelling aan alcohol; dergelijke studies bleek dat mensen met FAS vertonen afwijkingen variërend van een dunner tot volledige afwezigheid ( dat wil zeggen, agenese) van het corpus callosum ( Roebuck et al. 1998) . Toen specifieke gebieden van het corpus callosum werden geanalyseerd, vonden onderzoekers dat het front-most gebied de genu en de back-most gebieden de landengte en splenium disproportioneel in omvang waren verminderd (Riley et al. 1995) . Bovendien kan het tempo van agenese van het corpus callosum hoger zijn bij mensen met FAS dan bij enige andere ontwikkelingsstoornis (Jeret and Serur 1991; Riley et al. 1995) .

onlangs analyseerden onderzoekers in meer detail de vorm en locatie van het corpus callosum van FAS-en PEA-kinderen en van controlekinderen ( Sowell et al. 2001) . De studie bevestigde niet alleen dat het corpus callosum kleiner was, vooral in de splenium, maar dat het ook aanzienlijk verplaatst werd in de driedimensionale ruimte ( zie figuur 2) . Na het egaliseren van alle hersenen voor hersengrootte en de locatie van andere structuren gelegen langs de middellijn van de hersenen, werd de gemiddelde locatie van het corpus callosum voor de aan alcohol blootgestelde kinderen vergeleken met de gemiddelde locatie voor de controlekinderen. Uit deze analyse bleek dat het corpus callosum in de aan alcohol blootgestelde kinderen werd verplaatst in vergelijking met de controlekinderen, met de grootste verschillen in het gebied van de landengte en splenium, die beide zich bevinden in de achterkant van het corpus callosum. Bovendien was deze verplaatsing van corpus callosum in hoge mate gerelateerd aan de prestaties van de kinderen op een verbale leertaak. Met andere woorden, kinderen met een grotere verplaatsing vertoonden meer substantiële prestatiebeperkingen.

Cerebellum. Een ander gebied van de hersenen dat door prenatale alcoholblootstelling wordt beà nvloed is het cerebellum, dat bij zowel motorische als cognitieve vaardigheden betrokken is en aan de basis van de hersenen wordt gevestigd. Schade aan het cerebellum is bijvoorbeeld betrokken bij leertekorten, evenwicht en coördinatie, die allemaal worden aangetast door prenatale blootstelling aan alcohol. Een recente studie toonde aan dat het totale volume van het cerebellum onevenredig verminderd was ten opzichte van de totale hersengrootte bij mensen met FAS in vergelijking met controlepersonen ( Archibald et al. 2001) . Deze bevindingen herhalen gedeeltelijk eerdere rapporten van verminderde cerebellaire grootte bij FAS en PEA kinderen (Sowell et al. 1996) . In aanvulling op de totale vermindering van de grootte van het cerebellum, studies uitgevoerd bij zowel mensen als dieren suggereren dat een specifiek gebied van het cerebellum het voorste deel van de cerebellaire vermis wordt vooral beïnvloed door alcohol blootstelling voor of kort na de geboorte1 (Goodlett et al. 1990; Sowell et al. 1996) (1de studies bij dieren, voornamelijk knaagdieren, werden uitgevoerd kort na de geboorte, een periode die overeenkomt met het derde trimester van de zwangerschap bij de mens met betrekking tot de ontwikkeling van de hersenen).

Hippocampus. De hippocampus is een structuur die diep in de temporale kwab van de hersenen ligt en is betrokken bij het geheugen. Hoewel de precieze functie van de hippocampus in specifieke aspecten van het geheugen controversieel is, speelt het waarschijnlijk een rol in de consolidatie van herinneringen. Bij volwassenen met heupbeschadiging is het meest voor de hand liggende effect bijvoorbeeld het verlies van het vermogen om nieuwe herinneringen op te slaan ( d.w.z. anterograde amnesie). Dierstudies hebben lang gesuggereerd dat dit gebied wordt beïnvloed door prenatale blootstelling aan alcohol ( Berman and Hannigan 2000) . Bovendien, een MRI-studie van kinderen met FAS gedocumenteerd volume asymmetrieën in de hippocampus, met het absolute volume van de hippocampus in de linker temporale kwab kleiner dan die van het overeenkomstige gebied in de rechter temporale kwab (Riikonen et al. 1999) . Hoewel dergelijke verschillen ook voorkomen bij volwassenen met een normale neurologische functie, was de omvang van de asymmetrie groter bij de FAS-kinderen dan bij de controlekinderen. Omgekeerd, een andere studie bleek dat de hippocampus was minder beïnvloed dan sommige andere hersengebieden in FAS kinderen (Archibald et al. 2001) . In die studie, was de vermindering van het volume van de hippocampus evenredig met de vermindering van de totale hersenengrootte, terwijl andere hersengebieden Grotere verminderingen in volume vertoonden.

gedragsstudies hebben de hypothese ondersteund dat de hippocampus kan worden beïnvloed bij kinderen met prenatale alcoholblootstelling. Bijvoorbeeld, zijn de mensen met prenatale alcoholblootstelling gemeld om tekorten in ruimtelijk geheugen evenals andere geheugenfuncties verbonden aan hippocampus ( Uecker en Nadel 1996) tentoon te stellen . Nochtans, vereisen de geheugentekorten in alcohol-blootgestelde kinderen meer gedetailleerde studie en zouden met informatie over de integriteit van de hippocampus moeten worden geïntegreerd. Deze kwestie wijst ook op een beperking van structurele weergave, namelijk dat deze benadering slechts de grootte van een bepaalde hersenenstructuur bepaalt maar niet aangeeft of de structuur correct functioneert. Om te bepalen hoe een bepaald hersengebied functioneert onder verschillende omstandigheden en of deze functies worden gewijzigd door prenatale blootstelling aan alcohol, wenden de onderzoekers zich tot functionele hersenbeeldvormingsbenaderingen, besproken in de volgende sectie.

functionele beeldvorming van de hersenen

functionele beeldvormingstechnieken stellen onderzoekers in staat te bestuderen hoe de hersenen werken, hetzij in rust, hetzij wanneer ze een taak krijgen. Omdat sommige functionele technieken meer invasief of technisch moeilijk zijn om met kinderen uit te voeren, is slechts een klein aantal studies die deze technieken gebruiken uitgevoerd bij FAS-kinderen. De meest gebruikte techniek in deze studies is elektro-encefalografie (EEG) .

EEG. Het EEG meet de spontane elektrische activiteit van de hersenen door signalen van de hersenen op te nemen met elektroden op de hoofdhuid. Deze signalen kunnen worden gevisualiseerd als golven met specifieke frequenties, zoals alfa -, beta-en theta-golven. Vroege studies bij zuigelingen suggereerden dat EEG een gevoelige maat kan zijn voor veranderingen in de hersenfunctie als gevolg van prenatale blootstelling aan alcohol (Ioffe en Chernick 1990) . Meer recente studies bij kinderen en adolescenten met FAS toonden aan dat ongeveer de helft van deze proefpersonen klinisch verdachte EEG-metingen had (Kaneko et al. 1996 b ) . Bovendien vertoonden proefpersonen met FAS reducties in de kracht of sterkte van de alfafrequenties, wat het overheersende type activiteit is wanneer een persoon ontspannen is. Deze verminderingen werden voornamelijk gezien in de linkerhersenhelft en wijzen op onvolgroeide hersenactiviteit.

met behulp van soortgelijke technieken is het mogelijk om de elektrische reactie van de hersenen op specifieke sensorische stimuli te meten ( dat wil zeggen, event-related potentials). Deze gebeurtenis-gerelateerde potentialen kunnen worden gevisualiseerd als pieken in bepaalde hersengolven. Een van deze pieken wordt P300 genoemd, omdat het gewoonlijk ongeveer 300 milliseconden na de stimulus voorkomt; het schijnt de cognitieve aspecten van informatieverwerking te weerspiegelen. Met behulp van EEG-analyses, onderzoekers gevonden dat de P300 spikes optreden met een vertraging (dat wil zeggen, hebben een verlengde latentie) in een bepaald hersengebied, de pariëtale cortex, bij FAS kinderen ( Kaneko et al. 1996 a, b). Deze bevinding suggereert dat kinderen met FAS tekorten kunnen hebben in de informatieverwerking. Elektrofysiologische metingen zijn dus krachtige instrumenten in de studie van FAS; de toekomstige studies die hen met het lokaliseren van hersenenweergave combineren kunnen verdere informatie over hersenenfunctie verstrekken.

PET. De HUISDIERENTECHNIEK staat onderzoekers toe om de activiteit van specifieke hersenengebieden te controleren door beelden van metabolische of fysiologische processen, zoals bloedstroom of afbraak van suikermoleculen, in het weefsel te produceren. Voor deze aanpak wordt de proefpersoon geïnjecteerd met kleine hoeveelheden radioactief materiaal, zodat hersenactiviteit in het gebied van belang kan worden gemeten terwijl de proefpersoon een taak uitvoert. Deze taken kunnen variëren van het eenvoudige, zoals het verplaatsen van een vinger, tot het complexe, zoals het terugroepen van informatie. In één PET-onderzoek werd de hersenactiviteit beoordeeld bij adolescenten en volwassenen met FAS die geen ernstige mentale retardatie vertoonden ( d.w.z. die goed functioneerden). De studie toonde verminderde metabolische activiteit in de caudate nucleus en in de thalamus toen de proefpersonen in rust waren (Clark et al. 2000) . Deze functionele gegevens ondersteunen de structurele gegevens, zoals de Verminderde grootte van de caudate nucleus, wat suggereert dat subcorticale hersengebieden bijzonder gevoelig kunnen zijn voor prenatale alcoholmislukking.

SPECT. De SPECT techniek is vergelijkbaar met huisdier, en hoewel het minder krachtig is, is het meer algemeen beschikbaar. Echter, slechts één studie van FAS kinderen heeft deze techniek gebruikt. In die studie vonden de onderzoekers dat FAS-kinderen vergelijkbare metabolische activiteit vertoonden in beide hemisferen van de hersenen ( Riikonen et al. 1999) . Normaal gesproken vertonen ontwikkelende kinderen daarentegen een grotere rustactiviteit op de linkerhersenhelft dan op de rechterhersenhelft. Deze resultaten komen overeen met de hierboven beschreven EEG-Bevindingen en kunnen verbale of taaltekorten bij FAS-kinderen ondersteunen.

Functional Magnetic Resonance Imaging ( fMRI). De nieuwste functionele die techniek aan studieactiviteit in de levende hersenen wordt gebruikt is fMRI. Het belangrijkste voordeel is dat het minder invasief is dan PET of SPECT, omdat het niet gepaard gaat met het injecteren van de patiënt met radioactieve stoffen; bovendien is het vaker beschikbaar. Gelijkaardig aan PET en SPECT, staat fMRI onderzoekers toe om hersenrapporten te visualiseren bestaan van fMRI-studies in mensen met prenatale alcoholblootstelling; nochtans, zijn dergelijke studies momenteel aan de gang. Een voorlopig rapport beschreef een fMRI-studie van werkgeheugen met behulp van informatie die gedurende een korte periode in het geheugen werd bewaard bij vier volwassenen met FAS of FAE ( Connor en Mahurin 2001) . De studie toonde activering aan in een gebied dat de dorsolaterale prefrontale cortex wordt genoemd bij de FAS-proefpersonen maar niet bij de controlegroep. Men denkt dat dit gebied een rol speelt in hogere cognitieve functies, zoals de hierboven beschreven uitvoerende functies. Dit resultaat suggereert dat de taak van het werkgeheugen moeilijker was voor de aan alcohol blootgestelde proefpersonen en een grotere betrokkenheid van dit gebied van de frontale kwab vereiste in vergelijking met de proefpersonen in de controlegroep.

nieuwe Beeldanalysetechnieken

naast verbeteringen in hersenbeeldvormingstechnieken bieden nieuwe manieren om de met deze technieken verkregen gegevens te analyseren wetenschappers inzichten over de schadelijke effecten van prenatale blootstelling aan alcohol. Een van die technieken heet brain mapping. Het maakt gebruik van een structurele MRI-analyse, maar biedt een grotere visualisatie van alle hersenstructuren. Dientengevolge, kunnen de onderzoekers de gehele hersenen in een keer bestuderen, eerder dan zich op specifieke hersenengebieden concentreren, en daarom kunnen hersenenabnormaliteiten gemakkelijker dan met vorige technieken lokaliseren.

Sowell en collega ‘ s (2001 b ) hebben de techniek voor het in kaart brengen van de hersenen gebruikt om hersenbeelden van mensen met FAS of PEA en niet aan alcohol blootgestelde controlepersonen te analyseren en te vergelijken. In overeenstemming met de resultaten van Archibald en collega ‘ s ( 2001) , ontdekte de studie onevenredige verminderingen in de witte stof van de hersenen, die de zenuwcelextensies (dat wil zeggen axonen) bevat die zenuwcellen met elkaar verbinden. Omgekeerd vertoonde de grijze massa van de hersenen, die de zenuwcellichamen bevat, verminderingen die niet zo groot waren. Bovendien bleek de pariëtale kwab, die betrokken is bij visueel-ruimtelijke verwerking en bij de integratie van sensorische informatie, bijzonder gevoelig te zijn voor de effecten van alcohol. Dus, zodra de totale hersengrootte werd verantwoord, zowel het volume (Archibald et al. 2001) en de dichtheid (Sowell et al. 2001 b) van de witte stof in dit gebied werden aanzienlijk verminderd ( zie figuur 3). Omgekeerd werd de dichtheid van de grijze stof in de pariëtale cortex significant verhoogd (Sowell et al. 2001 b ) . Deze bevindingen ondersteunen de suggestie dat het effect van alcohol op de ontwikkelende hersenen niet globaal van aard is, maar specifieke hersengebieden selectief beïnvloedt.

Figuur 3 veranderingen in de dichtheid van het hersenweefsel bij kinderen met zware prenatale alcohol
blootstelling. Een representatief brein wordt getoond met de achterkant van het brein naar de rechterzijde van de lezer. Hersenonderzoek detecteerde gebieden met een verhoogde dichtheid van
grijze stof ( links geel) en gebieden met een verminderde dichtheid van
witte stof ( rechts rood) in de pariëtale kwab.bron: figuur met dank aan Dr. Elizabeth Sowell.