Доказательства того, как загрязнение воздуха влияет на развитие мозга, хорошо задокументированы. Мозг плодов и младенцев восприимчив к внешним стрессорам во время беременности и первого года жизни из-за слабых механизмов детоксикации. Постоянное воздействие загрязненного воздуха в периоды развития жизни может привести к необратимым изменениям в головном мозге.

Фон

Более высокое воздействие загрязнения воздуха в раннем возрасте связано с более низкими когнитивными способностями. Загрязнители воздуха ответственны за изменения микроструктуры белого вещества и морфологии головного мозга. Хотя во многих исследованиях оценивалось среднее воздействие загрязнения воздуха в течение длительного периода, влияние кумулятивного воздействия не было определено. Кроме того, эти исследования в основном были сосредоточены на конкретном периоде, таком как период детства, без учета воздействия во время беременности.

Тракты белого вещества появляются в головном мозге плода между 13 и 18 неделями беременности, а миелинизация начинается примерно на 20 неделе, которая быстро прогрессирует в течение первых пяти лет жизни и прогрессирует до взрослой жизни.

Оценки среднего воздействия не могут определить, какой период жизни наиболее подвержен загрязнению воздуха. Нелинейная модель с распределенным запаздыванием (DLNM) рассматривает весь период воздействия, т. е. от зачатия до подросткового возраста, и определяет критический период восприимчивости к загрязнению воздуха. Хотя в нескольких исследованиях использовался метод DLNM для установления связи между воздействием загрязнения воздуха в раннем возрасте и когнитивными функциями или поведенческими проблемами детей, нет исследований, в которых этот метод использовался для понимания того, как загрязнение воздуха влияет на развитие мозга.

DLNM может определить основные пути, представляющие временные связи между воздействием загрязнения воздуха и развитием нервной системы, на основе данных магнитно-резонансной томографии (МРТ), которые могут дать прямое представление о структурах мозга. В недавнем  исследовании загрязнения окружающей среды  ученые применили DLNM для определения наиболее критического периода восприимчивости к воздействию загрязнения воздуха между зачатием и возрастом 8,5 лет, который влияет на микроструктуру белого вещества и объемы мозга.

Об исследовании

В исследовании была выдвинута гипотеза о том, что риск, связанный с воздействием на мозг загрязненного воздуха, не является постоянным с течением времени, и может существовать определенный период восприимчивости. Период восприимчивости был определен после воздействия трех обычно присутствующих поллютантов путем определения изменений микроструктуры белого вещества и объемов головного мозга у подростков в возрасте 9-12 лет.

Nordic Naturals, Prenatal DHA, пренатальная ДГК, без добавок, 180 капсул

Было высказано предположение, что воздействие загрязнения воздуха во время беременности и в детстве связано с высокой средней диффузионной способностью и сниженной фракционной анизотропией. Рабочая гипотеза заключалась в том, что воздействие загрязнения воздуха во время беременности и детства было связано с меньшим объемом мозжечка, коркового серого вещества, белого вещества головного мозга, таламуса, мозолистого тела, паллидума и гиппокампа. 

Данные были получены из исследования поколения R, популяционной когорты рождения из Роттердама, Нидерланды. Эта когорта представляла собой 8879 женщин, набранных во время беременности, и 899 были включены вскоре после родов в период с апреля 2002 г. по январь 2006 г. В возрасте от 9 до 12 лет детям была проведена МРТ.

Результаты исследования

Наблюдался определенный период восприимчивости от зачатия до 5-летнего возраста к загрязнению воздуха для микроструктуры белого вещества. Воздействие загрязнения воздуха в первые два года жизни было связано с восприимчивостью к скорлупе. Важно отметить, что период восприимчивости был определен от зачатия до 5-летнего возраста, что касается воздействия NO 2 на микроструктуру белого вещества PM 2,5.

Важно отметить, что в настоящем исследовании не наблюдалось никакой связи между воздействием загрязнения воздуха в возрасте 8–9 лет и изменениями микроструктуры белого вещества. Это исследование показало восприимчивость к загрязнителям воздуха, особенно в период быстрой миелинизации головного мозга.

В этом исследовании не наблюдалось специфического для полушария влияния загрязнения воздуха на объемы мозга. Воздействие PM 2,5 на первом году жизни было связано с большим объемом скорлупы. Окна восприимчивости к загрязнению воздуха, относящиеся к мозжечку и корковому серому веществу, не обнаружены. Результаты этого исследования показали отсутствие связи между уровнями PM 2,5 и объемом мозолистого тела.

Сильные стороны и ограничения

Большой размер когорты является основным преимуществом текущего исследования. Кроме того, оценка воздействия загрязнения воздуха с момента зачатия до 8,5 лет представляет собой важную временную шкалу. Еще одной сильной стороной этого исследования является его дизайн исследования, связанный с поправкой на различные социально-экономические переменные и переменные образа жизни, которые могли исказить результаты.

Некоторые из ограничений этого исследования включают период выборочных кампаний, т. е. возраст участников от 3,5 до 9 лет. Кроме того, анализ DLNM исключил из анализа очень недоношенных детей. Кроме того, анализы нескольких загрязнителей не проводились; вместо этого каждый загрязнитель воздуха оценивался отдельно в соответствии с последствиями для головного мозга. В текущем исследовании микроструктура белого вещества и объем мозга в предподростковом возрасте оценивались с помощью одного измерения.

В совокупности воздействие загрязнителей воздуха от беременности до 8,5 лет было связано с изменением микроструктуры белого вещества у подростков (9–12 лет) с определенными периодами восприимчивости от зачатия до 5 лет. Следовательно, ожидается, что снижение воздействия загрязнителей воздуха во время беременности и детства будет способствовать нормальному развитию мозга.