Раннее применение методологии МРТ в первую очередь сосредоточено на объемном анализе всего серого вещества коры головного мозга. Исследования полуразвития с использованием объемных методов всего мозга показали, что общий объем мозга следует криволинейной, инвертированной U-образной модели роста от рождения до подросткового возраста, когда раннее увеличение сопровождается постепенным снижением с увеличением возраста.
Однако многие из этих ранних исследований не включали сканирование детей младше 4 лет. Исследования показывают, что начальное увеличение общего объема мозга после рождения особенно драматично. Только за первый год он увеличивается примерно на 101%.
Вступление
По сравнению с мозгом взрослого человека, 2-недельная человеческая кора составляет 36% от взрослого объема, 72% от взрослого объема на 1 год и 83% от взрослого объема на 2 года. Следует также отметить, что пиковый общий объем мозга приходится на возраст от 12 до 15 лет, после чего он постепенно снижается.
Объемные исследования всего мозга также демонстрируют явные различия между полами, при этом общий объем мозга мужчин примерно на 10% превышает общий объем мозга женщин. Взятые вместе, эти исследования демонстрируют динамичный рост общего объема мозга у здоровых людей на протяжении всей жизни, и они подтверждают критическую важность ранних послеродовых лет для долгосрочного нейроразвития.
Объем серого вещества коры головного мозга и подкоры головного мозга
После введения более высокого поля магнитов, которые обеспечивают лучший контраст и более высокое пространственное разрешение, исследования начали подразделять кору на доли: затылочные, теменные, височные и лобные.
Возможность получения нескольких сотен снимков МРТ у здоровых людей, которые охватывают широкий возрастной диапазон, также позволила оценить региональные траектории развития при созревании мозга.
Результаты этих исследований свидетельствуют о явных различиях в моделях зрелости серого вещества, подтверждая предыдущие результаты поперечного посмертного анализа, проведенного Хаттенлохером и другими.
Кроме того, фундаментальные исследования визуализации показывают, что подразделенная кора все еще демонстрирует инвертированную модель U подкоры серого вещества.
Эта модель также отражает общее приобретение функциональных процессов, связанных с конкретными областями коры головного мозга, таких как зрительные или слуховые возможности.
Интересно, что в исследованиях, посвященных ранним стадиям развития мозга, сообщают, что первичные сенсорные и моторные области имеют тенденцию расти меньше, чем другие регионы коры головного мозга. Это подтверждает представление о том, что эти регионы действительно испытывают большую степень роста пренатально, и достигают зрелости в течение первого года жизни.
Наконец, применение методов нейровизуализации к продольной выборке здоровых людей позволяет нам наблюдать и количественно оценивать траектории развития, которые до сих пор были только гипотетическими.
Гирификация
В то время как объемы серого и белого вещества претерпевают динамические изменения в зависимости от развития, созревания и старения мозга, картина складывания коры головного мозга, или гирификации, устанавливается во II и III триместрах дородового роста.
Эта модель в значительной степени устанавливается при рождении и не претерпевает значительных изменений по мере старения людей. Тем не менее, по мере роста мозга происходит дальнейшее углубление серы и расширение шерсти, но картина корковых складок не меняется.
Это было признано в качестве полезной функции развития для нейровизуализации исследований, даже в более поздние периоды. Таким образом, используя эту меру, любые отклонения от нормальной модели гирификации настоятельно рекомендуют аберрации в развитии мозга плода, которые могут быть отнесены к определенному периоду беременности.
В самом деле, клинические исследования младенцев, рожденных с генетическим расстройством, при котором кора не развивает канонические корковые складки, показывают, что гирификация может быть полезной мерой, указывающей на наличие аберрантов раннего развития мозга.
Заключение
Эта тесная связь с ранним развитием также является причиной того, что некоторые из самых ранних нейровизуальных исследований выбрали в качестве основного фокуса гирификационные паттерны. Более ранние методы количественного определения и анализа гирификации используются ручной трассировкой контуров поверхности коры в гистологических разрезах вскрытия мозга.
Исследователи определили гирификационный индекс как отношение длин полного и внешнего контуров гистологического среза мозга. Совсем недавно внедрение передовых методов нейровизуализации сделало возможным разработку различных основанных на изображениях математических инструментов для анализа формы поверхности коры.
