Аутизм и белое вещество: карта отличий без простых ответов

Метаанализ 66 исследований показал: у аутичных людей в среднем обнаруживаются отличия микроструктуры многих проводящих путей белого вещества мозга. По сравнению с нейротипичными участниками у них была умеренно ниже фракционная анизотропия в девяти путях и выше средняя диффузивность в восьми. Работа опубликована в журнале Biological Psychiatry: Cognitive Neuroscience and Neuroimaging.

Белое вещество состоит из нервных волокон, которые связывают разные участки мозга. Учёные давно изучают, может ли особенности этих связей быть связаны с аутизмом. Некоторые теории предполагают, что дальние участки мозга, особенно передние и задние, могут взаимодействовать иначе, тогда как связи между близкими областями могут быть сильнее. Это возможное объяснение отдельных когнитивных и поведенческих особенностей, но не универсальный ответ о причинах аутизма.

Для изучения белого вещества исследователи часто используют диффузионную тензорную томографию — разновидность МРТ, которая отслеживает движение молекул воды в тканях. Фракционная анизотропия показывает, насколько направленно движется вода; её используют как косвенный показатель организации и целостности нервных волокон. Средняя диффузивность отражает общую свободу движения воды и может зависеть от плотности и структуры ткани. Эти показатели неспецифичны: сами по себе они не раскрывают, какие именно биологические изменения лежат в их основе.

Предыдущие исследования находили у аутичных людей менее направленное и более свободное движение воды в некоторых проводящих путях, однако результаты расходились: одни работы сообщали о широких отличиях, другие — лишь о локальных или вовсе не находили их. Команда под руководством Кристи Д. Юн из Университета Висконсина в Мэдисоне объединила опубликованные данные, чтобы оценить масштаб различий. Также исследователи проверили, связаны ли результаты с возрастом, полом, IQ, годом публикации и полушарием мозга.

Учёные просмотрели четыре базы научной литературы: MEDLINE, PsycArticles, PsycINFO и PubMed. В анализ включали англоязычные рецензируемые работы, где сравнивали аутичных и нейротипичных участников, измеряли микроструктуру белого вещества и приводили данные, необходимые для расчёта различий. Хотя изначально планировалось учитывать несколько методов визуализации, данных по другим методам оказалось недостаточно. Поэтому итоговый анализ ограничили диффузионной тензорной томографией и двумя показателями — фракционной анизотропией и средней диффузивностью.

В 66 исследованиях участвовали 2 231 аутичный и 1 856 нейротипичных человек. В совокупности работы дали 881 оценку эффекта и охватывали 12 проводящих путей; средний возраст участников в отдельных исследованиях составлял от 2 до 50 лет.

Фракционная анизотропия в среднем была умеренно ниже в девяти путях: мозолистом теле, соединяющем полушария; кортикоспинальном тракте; таламической радиации; дугообразном пучке; нижнем лобно-затылочном, нижнем продольном и верхнем продольном пучках; крючковидном пучке и поясном пучке. Для верхнего продольного и поясного пучков статистическая значимость появилась только после исключения нескольких особенно влиятельных результатов. Авторы поэтому отдельно предупреждают: эти два вывода требуют осторожной трактовки.

Средняя диффузивность была умеренно или значительно выше в восьми путях: мозолистом теле, лучистом венце, кортикоспинальном тракте, дугообразном пучке, нижнем лобно-затылочном, нижнем продольном, верхнем продольном и крючковидном пучках. Более высокая диффузивность может указывать на меньшую плотность ткани, но возможны и другие объяснения. Самое крупное различие обнаружили в дугообразном пучке, который участвует в языковых процессах. Однако эффект мог быть завышен факторами, не связанными напрямую с микроструктурой белого вещества, например увеличенными заполненными жидкостью пространствами в мозге.

Многие обнаруженные отличия относились к длинным путям, соединяющим удалённые области мозга. Это согласуется с гипотезой об особенностях дальних связей при аутизме, но не доказывает её окончательно. В мозжечковых ножках и внутренней капсуле различий не выявили; авторы допускают, что в этих областях ограничения метода могли помешать их обнаружить.

Размер различий зависел и от характеристик выборок. В семи путях различия фракционной анизотропии были меньше в исследованиях с более высоким средним IQ, а в двух — в более возрастных выборках. При большей доле мужчин различия в нескольких путях также обычно были меньше. Авторы связывают это наблюдение с теориями, согласно которым для развития аутизма у женщин может требоваться более высокая совокупность генетических или средовых факторов; это интерпретация, а не доказанный механизм. Год публикации на результаты не влиял: выявленные закономерности оставались стабильными почти на протяжении двух десятилетий исследований.

Авторы называют изменения микроструктуры белого вещества при расстройстве аутистического спектра сложными и многомерными. При этом обобщать выводы на всех аутичных людей нельзя. В исследованиях было непропорционально много мужчин, а пожилые люди, у которых белое вещество меняется с возрастом, не были представлены: возраст участников не превышал 50 лет в среднем по отдельным выборкам. Данные в основном отражают людей с более высоким IQ и, возможно, меньшей потребностью в поддержке.

Есть и другие ограничения. Диффузионная томография не позволяет установить конкретную биологическую причину измеренных различий; нельзя исключить, что на часть результатов повлияли движения головы во время сканирования. Метаанализ не был заранее зарегистрирован, а включённые исследования проводились в один временной срез, поэтому по ним нельзя проследить, как особенности меняются с возрастом.

Работа «Широко распространённые изменения микроструктуры белого вещества при аутизме: многоуровневый метаанализ» подготовлена Кристи Д. Юн, Эндрю Л. Александером, Бриттани Дж. Трэверс, Джанет Э. Лейнхарт и Дугласом К. Дином III.