Как детские трудности ускоряют развитие мозга (но отобрали оценки на выходе)

Трудности в детском возрасте связаны с ускоренным развитием мозга
Новое исследование, опубликованное в журнале Molecular Psychiatry, предполагает, что трудности, пережитые в позднем детстве, связаны с ускорением изменений в связях между корковыми и подкоровыми регионами мозга. Эти нейронные изменения могут помочь защитить от развития внутренних симптомов, таких как тревожность или депрессия, но также связаны с более низкими академическими успехами. Выводы подчеркивают, как реакции мозга на стресс могут поддерживать эмоциональную адаптацию, одновременно подрывая другие аспекты функционирования.

Предыдущие исследования показали, что стресс в раннем возрасте связан с долгосрочными изменениями в мозге, включая изменения в связях между регионами, участвующими в регулировании эмоций и когнитивном контроле. Тем не менее, было трудно отделить влияние трудностей от других факторов, таких как социоэкономический статус, генетические риски или нестабильность окружающей среды. Чтобы преодолеть это, исследователи использовали статистическую технику, известную как взвешивание по баллу склонностей, которая позволила им скорректировать данные по сотням потенциальных переменных-помех.

Исследование основывалось на данных из исследования Adolescent Brain Cognitive Development (ABCD), крупного проекта, отслеживающего развитие мозга и поведенческого развития тысяч детей в Соединенных Штатах. В этом анализе команда сосредоточилась на 7190 детях, которые проходили магнитно-резонансную томографию в состоянии покоя как в начале исследования (в возрасте около 10 лет), так и через два года после этого. Они вычислили изменения в силе связей между различными сетями мозга и между корковыми и подкоровыми структурами, такими как амигдала, гиппокамп и стриатум. Дети также сообщали о несчастных случаях, произошедших в течение двух лет, таких как семейные конфликты, болезни или переезды.

Чтобы снизить предвзятость, исследователи сначала использовали машинное обучение для расчета вероятности того, что каждый ребенок столкнется с трудными событиями на основе 390 фоновых переменных, включая возраст, пол, расу, предыдущие трудности, доход семьи, психическое здоровье родителей и данные о мозге на начальном этапе. Эти вероятности использовались для создания весов, которые сбалансировали выборку, имитируя случайный эксперимент. Затем команда применила метод, называемый эластичной сетью регрессии, чтобы предсказать количество неблагоприятных событий, которые пережил ребенок, на основе изменений в связях между его мозгом.

Как в тренировочной группе, так и в независимой тестовой группе исследователи обнаружили, что паттерны развития мозга предсказывали количество пережитых трудных событий, даже после корректировки на потенциальные помехи. Самые сильные паттерны включали снижение функциональной связи между крупномасштабными корковыми сетями и подкоровыми регионами. Эти снижения были наиболее заметны в связях, связанных с цингуло-оперкулярной и сенсомоторной сетями, что предполагает, что трудности могут ускорить типичные тенденции развития, которые происходят в этом возрасте.

Чтобы понять, как эти изменения в мозге могут повлиять на поведение, исследователи изучили, связаны ли измененные связи с изменениями в симптомах психического здоровья или оценках в школе. Интересно, что изменения в мозге, связанные с трудностями, оказались связаны с меньшим количеством внутренних симптомов, таких как грусть или тревожность, согласно отчетам родителей. Это предполагает, что наблюдаемые снижения в связях могут отражать адаптивные нейронные реакции, которые помогают детям регулировать эмоции в условиях стресса.

Однако эти же изменения в мозге также были связаны с более низкими академическими достижениями. Дети с большими уменьшениями корково-подкорковых свзяей, как правило, сообщали о худших оценках через два года, даже учитывая количество пережитых трудных событий. Также были некоторые доказательства того, что эти изменения были связаны с увеличением внешнего поведения, такого как проявление агрессии или непослушание в школе, хотя эти находки были менее выражены.

Исследование не обнаружило никаких доказательств того, что эти связи между мозгом и поведением значительно различались между мальчиками и девочками. Когда исследователи обучили свою модель предсказания на данных девочек и проверили ее на мальчиках, и наоборот, результаты в целом были последовательны. Это предполагает, что реакция мозга на трудности может следовать аналогичным паттернам у обоих полов в течение данного периода развития.

Эти выводы подтверждают, что мозг может адаптироваться к стрессовым переживаниям так, чтобы смягчить эмоциональную нагрузку. Снижения функциональной связи между корковыми и подкоровыми регионами, особенно теми, которые участвуют в регулировании эмоций и настороженности, могут отражать своего рода ускоренное созревание. Это согласуется с предыдущими исследованиями, предполагающими, что трудности могут ускорить развитие систем мозга, ответственных за управление угрозами и стрессом. Однако, хотя эта адаптация может снизить уязвимость к тревоге и депрессии, она может сказаться на других аспектах, таких как когнитивная производительность в школьной среде.

Существуют некоторые ограничения, о которых следует помнить. Хотя исследователи использовали большую и разнообразную выборку и применили строгие статистические методы, результаты все же основаны на наблюдательных данных. Анализ сосредоточился только на конкретных несчастных случаях, сообщенных за определенный двухлетний период, что может не охватывать весь диапазон хронических или ранних стрессоров. Кроме того, поведенческие результаты оценивались с использованием самоотчетов родителей и детей, которые могут быть подвержены субъективным восприятиям или предвзятости в отчетах. Корреляции между изменениями в мозге и поведением были умеренными, и долгосрочные последствия этих изменений остаются неясными.

Будущие исследования будут необходимы для того, чтобы определить, сохраняются ли наблюдаемые изменения в мозге в подростковом или взрослом возрасте и предсказывают ли они долгосрочные результаты, такие как психические заболевания или успеваемость в учебе. Также будет важно изучить, оказывают ли различные типы трудностей, например, лишения против угроз, разные эффекты на развитие мозга. Далее изучение защитных и компенсаторных ответов мозга может помочь в разработке вмешательства, направленного на повышение устойчивости детей к стрессу и трудностям.

Исследование "Влияние неблагоприятных жизненных событий на развитие мозга в исследовании ABCD: анализ с использованием взвешивания по баллу склонности" было написано Амандой Элтон, Беном Льюисом и Сарой Джо Никсон.