Структурные возрастные преобразования нейронных группировок коры большого мозга и мозжечка у детей

Цель исследования – изучение возрастных изменений нейронных группировок (кластеров) коры большого мозга и коры мозжечка человека в процессе онтогенеза.

Материал  и методы.  Работа  выполнена  на  постмортальном  материале  (75  левых  полушарий большого мозга, 62 мозжечка), полученном от детей в возрасте от рождения до 12 лет, умерших в результате травм без повреждений головного мозга. С помощью компьютерной морфометрии на окрашенных по Нисслю фронтальных гистологических срезах коры большого мозга на уровне слоя III полей 8, 6ор и 37ас, а также в зернистом слое парамедианной дольки коры мозжечка (H VII B) измеряли площадь нейронной группировки на срезе и суммарную площадь нейронов в составе группировки. Анализ количественных данных проводили с применением вариационной статистики в годовых интервалах.

Результаты. У детей от рождения до 12 лет в динамике постнатального развития микроструктуры зон  неокортекса  большого  мозга,  связанных  со  зрительно-пространственным  восприятием,  выделены 4 этапа количественных изменений кластерной (ансамблевой) организации коры: I – от рождения до конца 1-го года жизни, II – от 1-го до конца 2-го года, III – от 3 до 5–6 лет, IV – от 5–6 до 8–9 лет. В коре мозжечка значимые изменения в структуре нейронных кластеров отмечаются к концу 1-го года жизни, к 3 и к 5–6 годам. Структурные изменения  нейронных группировок  отличаются  по срокам и интенсивности  в каждом из изученных полей.

Заключение. Размеры нейронных кластеров корковых формаций являются информативными показателями для выявления этапов значимых возрастных преобразований в различных зонах коры большого мозга и мозжечка человека в постнатальном онтогенезе и могут быть рекомендованы для применения в сравнительно-анатомических и клинических исследованиях.

1. Автандилов Г.Г. Медицинская морфометрия. М.: Медицина, 1990. 384

2. Ланг Т.А., Сесик М. Как описывать статистику в медицине / Пер. англ. под ред. В.П.Леонова. М.: Практическая медицина, 2016. 480

3. Саркисов С.А., Филимонов И.Н., Кононова Е.П., Преображенская И.С. и др. Атлас цитоархитектоники коры большого мозга человека. М.: Медгиз, 1955. 280

4. Смирнов Б.М. Физика фрактальных кластеров. М.: Наука, 1991. 134

5. Цехмистренко Т.А., Васильева В.А., Обухов Д.К., Шумейко Н.С. Строение и развитие коры большого мозга. М.: Спутник Плюс, 2019. 538

6. Цехмистренко Т.А., Васильева В.А., Шумейко Н.С. Особенности модульной нейроархитектоники коры большого мозга человека от рождения до 7 лет. Естественные и технические науки. 2015; 6(84): 188–193

7. Цехмистренко Т.А., Никитюк Д.Б., Обухов Д.К. Структурные преобразования префронтальной коры человека в постнатальном онтогенезе. Системный анализ и управление в биомедицинских системах. 2016. 15(1):8–13

8. Янюшкин В.В. Кластеры распределенной системы тренажерно-моделирующего комплекса в задаче агрегации фракталов. Программные продукты и системы. 2010; 1:46–52

9. Casanova MF, Casanova EL. The modular organization of the cerebral cortex: Evolutionary significance and possible links to neurodevelopmental conditions. Journal of Comparative Neurology. 2018 Nov 15;527(10):1720–30. doi: 10.1002/cne.24554.

10. Herculano-Houzel S, Catania K, Manger PR, Kaas JH. Mammalian Brains Are Made of These: A Dataset of the Numbers and Densities of Neuronal and Nonneuronal Cells in the Brain of Glires, Primates, Scandentia, Eulipotyphlans, Afrotherians and Artiodactyls, and Their Relationship with Body Mass. Brain, Behavior and Evolution. 2015;86(3–4):145–63. doi: 10.1159/000437413

11. Reimann MW, Nolte M, Scolamiero M, Turner K, Perin R, Chindemi G, et al. Cliques of Neurons Bound into Cavities Provide a Missing Link between Structure and Function. Frontiers in Computational Neuroscience. 2017 Jun 12;11. doi: 10.3389/fncom.2017.00048

12. Sporns O, Chilavo DR, Kaiser M, Hilgetag CC. Organization, development and function of complex brain networks. Trends in Cognitive Sciences.

13. Sep;8(9):418–25. doi: 10.1016/j.tics.2004.07.008

14. Stoodley CJ, Schmahmann JD. Functional topography of the human cerebellum. The Cerebellum: From Embryology to Diagnostic Investigations. 2018;59–70. doi: 10.1016/b978-0-444-63956-1.00004-7

15. Tsekhmistrenko TA. Quantitative changes in human cerebellar pyriform neurons from birth to the age of 20 years. Neuroscience and Behavioral Physiology. 1999 Jul;29(4):405–9. doi: 10.1007/BF02461076

16. Walter GF. Can we see the living brain? A review on in vivo visualization of the brain. International Neuroscience Journal. 2018 Jun 2;2(1):8–15. doi: 10.1515/inj-2017-0002