Протонная магнитно-резонансная спектроскопия у детей с некоторыми неврологическими и психическими расстройствами, сопровождающимися задержкой психического и речевого развития: проспективное исследование

ВВЕДЕНИЕ: Несмотря на разработку и введение новых методов нейровизуализации в клиническую практику, метод протонной магнитно-резонансной спектроскопии все еще не нашел широкого применения. Этому препятствуют различные технические, методологические и организационные проблемы. С другой стороны, отсутствуют сведения о клинических возможностях протонной магнитно-резонансной спектроскопии методом в диагностике у детей с задержкой психического и речевого развития, оценке их динамики, особенностях метаболических изменений в ЦНС. В связи с появлением новых спектроскопических методик, позволяющих использовать мультивоксельные объемы исследуемых тканей, появилась возможность оценить роль и место протонной магнитно-резонансной спектроскопии у детей с подобными проявлениями.

ЦЕЛЬ: Изучить связь комплекса ацетиласпартатного и холинового метаболизма в головном мозге у детей с неврологическими и психическими расстройствами, сопровождающимися задержкой психического и речевого развития.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ: Обследовано 102 пациента: 30 детей (29,4%) с атипичным аутизмом и умственной отсталостью; 22 пациентов (21,5%) с фокальной височной эпилепсией и задержкой психоречевого развития; 18 детей (17,8%) с фокальной височной эпилепсией и без задержки психоречевого развития; 13 пациентов (12,7%) c когнитивной эпилептиформной дезинтеграцией; 19 детей (18,6%) без патологии ЦНС были включены в группу сравнения. Возраст обследованных варьировался от 2 до 10 лет (средний возраст 4,9±2,0 года). 

Статистика: Анализ включал определение числовых характеристик переменных и проверку нормальности распределения значений. Применяли методы параметрической и непараметрической статистики. Для параметрической статистики применялся стандартный анализ с использованием t-критерия Стьюдента. Из методов непараметрической статистики применялись методы корреляционного анализа с расчетом коэффициента корреляции Манна-Уитни. Результаты считались достоверными при p<0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ: В головном мозге у детей с атипичным аутизмом и умственной отсталостью отмечалось следующее: в префронтальной коре с обеих сторон снижение соотношения концентраций NAA/Cr, увеличение Cho/Cr и Cho/NAA (p<0,05); в области постцентральных извилин с обеих сторон снижение соотношения концентраций NAA/Cr (p<0,05); в области внутренней капсулы снижение соотношения концентраций NAA/Cr и увеличение Cho/Cr (p<0,05); в области височных долей с обеих сторон снижение соотношения концентраций NAA/Cr и увеличение Cho/Cr (p<0,05); в области гиппокампов с обеих сторон снижение соотношения концентраций NAA/Cr и увеличение Cho/Cr (p<0,05). У пациентов с височной эпилепсией и задержкой психоречевого развития отмечалось следующее: в префронтальной коре с обеих сторон увеличение соотношения концентраций Cho/Cr (p<0,05); в области постцентральных извилин снижение соотношения концентраций NAA/Cr справа и увеличение Cho/Cr с обеих сторон (p<0,05); в области внутренней капсулы с обеих сторон снижение соотношения концентраций NAA/Cr и увеличение Cho/Cr (p<0,05); в области височных долей наблюдается снижение соотношения концентраций NAA/Cr справа и увеличение Cho/Cr (p<0,05); в области гиппокампов с обеих сторон наблюдается снижение соотношения концентраций NAA/Cr, увеличение Cho/Cr и Cho/NAA (p<0,05). У детей c фокальной височной эпилепсией без задержки психоречевого развития отмечалось следующее: в области височной доли справа снижение соотношения концентраций NAA/Cr (p<0,05); в области гиппокампа справа снижение соотношения концентраций NAA/Cr и увеличение Cho/Cr (p<0,05). У детей с когнитивной эпилептиформной дезинтеграцией отмечалось следующее: в префронтальной коре с обеих сторон увеличение соотношения концентраций Cho/Cr (p<0,05); в области постцентральных извилин с обеих сторон увеличение соотношения концентраций Cho/Cr (p<0,05); в области внутренней капсулы с обеих сторон увеличение соотношения концентраций Cho/Cr (p<0,05); в области височных долей с обеих сторон снижение соотношения концентраций NAA/Cr, увеличение Cho/Cr и Cho/NAA (p<0,05); в области гиппокампов с обеих сторон снижение соотношения концентраций NAA/Cr (p<0,05).

ОБСУЖДЕНИЕ: У обследованных детей с некоторыми неврологическими и психическими расстройствами, сопровождающимися задержкой психоречевого развития, нами было выявлено значимое изменение соотношения концентраций NAA/Cr в областях головного мозга, связанных с лимбической системой и подкорковыми ядрами. Считается, что при нарушении функциональной целостности нейронов может изменяться концентрация N-ацетиласпартата, что отражается в изменении соотношения концентраций NAA/Cr. Данные изменения могут отвечать за вербальные и невербальные нарушения в социальной коммуникации и взаимодействиях. Также в данных областях головного мозга было зафиксировано значимое изменение соотношения концентраций Cho/Cr, за счет увеличения концентрации холина. Это может быть связано с нарушениями высших психических функций, в частности в построении комплексных когнитивных схем, отвечающих за регуляцию социального поведения и взаимодействием с окружающим миром.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: протонная магнитно-резонансная спектроскопия является перспективным дополнительным методом диагностики, позволяющим получить in vivo информацию о состоянии нейрометаболизма в тканях головного мозга у детей с некоторыми неврологическими и психическими расстройствами, сопровождающимися задержкой психоречевого развития, что может быть полезным в неврологической практике.

1. Заваденко Н.Н. Нарушения нервно-психического развития у детей с эпилепсией // Эпилепсия и пароксизмальные состояния. 2016. Т. 8 (1). С. 50-54.

2. Ягунова К.В., Гайнетдинова Д.Д. Речевые нарушения у детей раннего и дошкольного возраста // Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2018. Т. 63, № 6. С. 23-30.

3. Ястребов В.С. Распространенность психических расстройств в населении Российской Федерации в 2011 году: Аналитический обзор. М.: ФГБУ «ФМИЦПН» Министерства здравоохранения Российской Федерации. 2014. 43 с.

4. Мухин К.Ю. Когнитивная эпилептиформная дезинтеграция: дефиниция, диагностика, терапия // Русский журнал детской неврологии. 2012. Т. 7, № 1. С. 3- 20.

5. Pagan J.L., Oltmanns T.F., Whitmore M.J., Turkheimer E. Personality disorder not otherwise specified: searching for an empirically based diagnostic threshold // Journal of personality disorders. 2005. Vol. 19, No. 6. Р. 674-689. https://doi.org/10.1521/pedi.2005.19.6.674.

6. Winsper C, Bilgin A, Thompson A, Marwaha S, Chanen AM, Singh SP, Wang A, Furtado V. The prevalence of personality disorders in the community: a global systematic review and meta-analysis // The British journal of psychiatry: the journal of mental science. 2020; Feb; Vol. 216, No. 2. Р. 69-78. https://doi.org/10.1192/bjp.2019.166.

7. Chugani D.C., Sundram B.S., Behen M., Lee M.L., Moore G.J. Evidence of altered energy metabolism in autistic children // Progress in NeuroPsychopharmacology and Biological Psychiatry. 1999. Vol. 23. Р. 635-641. https://doi.org/10.1016/s0278-5846(99)00022-6.

8. Hardan A.Y., Fung L.K., Frazier T., Berquist S.W., Minshew N.J., Keshavan M.S., Stanley J.A. A proton spectroscopy study of white matter in children with autism // Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. 2016. Vol. 66. Р. 48-53. https://doi.org/10.1016/j.pnpbp.2015.11.005.

9. Fujii E., Mori K., Miyazaki M., Hashimoto T., Harada M., Kagami S. Function of the frontal lobe in autistic individuals: a proton magnetic resonance spectroscopic study // The Journal of Medical Investigation. 2010. Vol. 57. Р. 35-44. https://doi.org/10.2152/jmi.57.35.

10. Kubas B., Kułak W., Sobaniec W., Tarasow E., Lebkowska U., Walecki J. Metabolite alterations in autistic children: a 1H MR spectroscopy study // Advances in Medical Sciences. 2012. Vol. 57. Р. 152-156. https://doi.org/10.2478/v10039-012-0014-x.

11. DeVito T.J., Drost D.J., Neufeld R.W., Rajakumar N., Pavlosky W., Williamson P., Nicolson R. Evidence for cortical dysfunction in autism: a proton magnetic resonance spectroscopic imaging study // Biological psychiatry. 2007. Feb 15; Vol. 61, No. 4. Р. 465-473. https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2006.07.022.

12. Yeo R.A., Hill D., Campbell R., Vigil J., Brooks W.M. Developmental instability and working memory ability in children: a magnetic resonance spectroscopy investigation // Developmental neuropsychology. 2000. Vol. 17, No. 2. Р. 143-159. https://doi.org/10.1207/S15326942DN1702_01.

13. Fujii E., Mori K., Miyazaki M., Hashimoto T., Harada M., Kagami S. Function of the frontal lobe in autistic individuals: a proton magnetic resonance spectroscopic study // The journal of medical investigation. 2010. Vol. 57. Р. 35-44. https://doi.org/10.2152/jmi.57.35.

14. Rae C.D. A guide to the metabolic pathways and function of metabolites observed in human brain 1h magnetic resonance spectra // Neurochemical research. 2014. Vol. 39. Р. 1-36. https://doi.org/10.1007/s11064-013-1199-5.

15. Margari L., De Giacomo A., Craig F., Palumbi R., Peschechera A., Margari M., Picardi F., Caldarola M., Maghenzani MA., Dicuonzo F. Frontal lobe metabolic alterations in autism spectrum disorder: a 1H-magnetic resonance spectroscopy study // Neuropsychiatric disease and treatment. 2018. Vol. 14. Р. 1871-1876. https://doi.org/10.2147/NDT.S165375.

16. Ford T.C., Crewther D.P. A comprehensive Review of the 1H-MRS Metabolite Spectrum in Autism Spectrum Disorder // Frontiers in Molecular Neuroscience. 2016. Vol. 9. Р. 14. https://doi.org/10.3389/fnmol.2016.00014.

17. Ozonoff S., Pennington B.F., Rogers S.J. Executive function deficits in high-functioning autistic individuals: relationship to theory of mind // The Journal of Child Psychology and Psychiatry. 1991. Vol. 32, No. 7. Р. 1081-1105. https://doi.org/10.1111/j.1469-7610.1991.tb00351.x.

18. Garcia P.A., Laxer K.D., van der Grond J., Hugg J.W., Matson G.B., Weiner M.W. Proton magnetic resonance spectroscopic imaging in patients with frontal lobe epilepsy // Annals of neurology. 1995. Feb. Vol. 37, No. 2. Р. 279-281. https://doi.org/10.1002/ana.410370222.

19. Hugg J.W., Laxer K.D., Matson G.B., Maudsley A.A., Weiner M.W. Neuron loss localizes human temporal lobe epilepsy by in vivo proton magnetic resonance spectroscopic imaging // Annals of neurology. 1993. Dec; Vol. 34, No. 6. Р. 788-794. https://doi.org/10.1002/ana.410340606.

20. Lin K, Carrete H.Jr., Lin J., Peruchi M.M., de Araújo Filho G.M., Guaranha M.S., Guilhoto L.M., Sakamoto A.C., Yacubian E.M. Magnetic resonance spectroscopy reveals an epileptic network in juvenile myoclonic epilepsy // Epilepsia. 2009. May; Vol. 50, No. 5. Р. 1191-1200. https://doi.org/10.1111/j.1528-1167.2008.01948.x.

21. Azab S.F., Sherief L.M., Saleh S.H. Elshafeiy M.M., Siam A.G., Elsaeed W.F., Arafa M.A., Bendary E.A., Sherbiny H.S., Elbehedy R.M., Aziz K.A. Childhood temporal lobe epilepsy: correlation between electroencephalography and magnetic resonance spectroscopy: a case-control study // Italian Journal of Pediatrics. 2015. Vol. 41. Р. 32. https://doi.org/10.1186/s13052-015-0138-2.

22. Aydin H., Oktay N. A., Kizilgoz V., Altin E., Tatar I. G., Hekimoglu B. Value of Proton-MR-Spectroscopy in the Diagnosis of Temporal Lobe Epilepsy; Correlation of Metabolite Alterations With Electroencephalography // Iranian journal of radiology: a quarterly journal published by the Iranian Radiological Society. 2012. Vol. 9, No 1. Р. 1-11. https://doi.org/10.5812/iranjradiol.6686.

23. Parker A., Ferrie C., Keevil S., Newbold M., Cox T., Maisey M., Robinson R. Neuroimaging and spectroscopy in children with epileptic encephalopathies // Archives of Disease in Childhood. 1998. Vol. 79, No. 1. Р. 39-43. https://doi.org/10.1136/adc.79.1.39.

24. Critchley H.D., Simmons A., Daly E.M., Russell A., van Amelsvoort T., Robertson D.M., Glover A., Murphy D.G. Prefrontal and medial temporal correlates of repetitive violence to self and others // Biological Psychiatry. 2000. May 15. Vol. 47, No. 10. Р. 928-934. https://doi.org/10.1016/s0006-3223(00)00231-6.