Микроструктурные изменения задней ассоциативной коры большого мозга у детей в течение первого года жизни

Цель исследования – изучение возрастных изменений цитоархитектоники в функционально отличающихся зонах задней ассоциативной коры в области височной и затылочной долей полушарий большого мозга у детей в течение первого года жизни.

Материал и методы. Материал исследования включал левые полушария детей мужского пола (39 наблюдений) в возрасте от рождения до 12 мес., погибших в результате несчастных случаев без повреждений головного мозга. С помощью компьютерной морфометрии на окрашенных методом Ниссля фронтальных гистологических срезах коры, взятой в височно-теменно-затылочной подобласти (подполя 37ас, 37а, 37d) и поле 19 затылочной области, совместно входящих в состав задней ассоциативной коры, измеряли толщину коры, толщину наружной пирамидной пластинки и площадь профильного поля пирамидных нейронов. Анализ количественных данных проводили в месячных интервалах.

Результаты. Толщина задней ассоциативной коры большого мозга у младенцев на латеральной поверхности височной и затылочной долей увеличивается к 3, 6 и 9 мес., на нижнемедиальной и медиальной поверхностях височной доли – к 5 и 12 мес. Значимое увеличение поперечника III слоя происходило гетерохронно: в подполе 37ас – к 2 и 6 мес., в подполе 37а – к 3 и 8 мес., в подполе 37d – к 2 и 5 мес. и в поле 19 – к 3 и 9 мес. Для всех исследованных зон характерен двухэтапный рост толщины коры, а также отмечены опережающие темпы нарастания толщины слоя III по отношению к общему корковому поперечнику, относительная стабильность размеров пирамидных нейронов в III3 подслое от рождения до 3 месяцев и их интенсивное увеличение от 3 до 8–9 мес.

Заключение. Микроструктурные изменения в различных полях задней ассоциативной коры имеют значимые различия, что находит отражение в возрастной динамике толщины коры и ассоциативного слоя III, а также размеров пирамидных нейронов. Наиболее значимые структурно-функциональные изменения этих параметров отмечаются от 3 до 5 мес. и от 8 до 9 мес., а также к концу первого года жизни.

1. Гланц С. Медико-биологическая статистика. Пер. с англ. М.: Практика, 1998

2. Лемешко Б.Ю. Непараметрические критерии согласия. М.: ИНФРА-М; 2014

3. Потапова И.Г., Катинас Г.С., Стефанов С.Б. Оценка и сравнение средних величин с учетом вариабельности первичных измеряемых объектов и индивидуальной изменчивости. Архив анат., гистол. и эмбриол. 1983;85(9):86–92

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

5. Фарбер Д.А. Функциональное созревание мозга в раннем онтогенезе (электрофизиологическое исследование). М.: Просвещение; 1967

6. Amso D, Johnson SP. Development of Visual Selection in 3- to 9-Month-Olds: Evidence From Saccades to Previously Ignored Locations. Infancy. 2008 Nov 1;13(6):675–86. doi: 10.1080/15250000802459060

7. Begum Ali J, Thomas RL, Mullen Raymond S, Bremner AJ. Sensitivity to Visual-Tactile Colocation on the Body Prior to Skilled Reaching in Early Infancy. Child Development. 2020 Sep 13;92(1):21–34. doi: 10.1111/cdev.13428

8. Braunlich K, Love BC. Occipitotemporal representations reflect individual differences in conceptual knowledge. Journal of Experimental Psychology: General. 2019 Jul;148(7):1192–203. doi: 10.1037/xge0000501

9. Brodmann K. Brodmann’s Localisation in the Cerebral Cortex The Principles of Comparative Localisation in the Cerebral Cortex Based on Cytoarchitectonics by Dr. K. Brodmann. New York-London: Springer Science; 2006.

10. Bryant KL, Glasser MF, Li L, Jae-Cheol Bae J, Jacquez NJ, Alarcón L, et al. Organization of extrastriate and temporal cortex in chimpanzees compared to humans and macaques. Cortex. 2019 Sep;118:223–43. Doi: 10.1016/j.cortex.2019.02.010

11. Chen Chen L, Wassermann D, Abrams DA, Kochalka J, Gallardo-Diez G, Menon V. The visual word form area (VWFA) is part of both language and attention circuitry. Nature Communications. 2019 Dec;10(1):5601. doi: 10.1038/s41467-019-13634-z

12. Conel JLR. The postnatal development of the human cerebral cortex. Cambridge: Mass. MIT Press: 1939-1967;1-8.

13. Conte S, Richards JE, Guy MW, Xie W, Roberts JE. Face-sensitive brain responses in the first year of life. NeuroImage. 2020 May;211:116602. Doi: 10.1016/j.neuroimage.2020.116602

14. Dricot L, Sorger B, Schiltz C, Goebel R, Rossion B. The roles of “face” and “non-face” areas during individual face perception: Evidence by fMRI adaptation in a brain-damaged prosopagnosic patient. NeuroImage. 2008 Mar 1;40(1):318–32. doi: 10.1016/j.neuroimage.2007.11.012

15. Fan X, Wang F, Shao H, Zhang P, He S. The bottom-up and top-down processing of faces in the human occipitotemporal cortex. ELife. 2020 Jan 14;9. doi: 10.7554/eLife.48764

16. Faroqi-Shah Y, Sebastian R, Woude AV. Neural representation of word categories is distinct in the temporal lobe: An activation likelihood analysis. Human Brain Mapping. 2018 Aug 18;39(12):4925–38. doi: 10.1002/hbm.24334

17. Frank MC, Amso D, Johnson SP. Visual search and attention to faces during early infancy. Journal of Experimental Child Psychology. 2014 Feb;118:13–26. doi: 10.1016/j.jecp.2013.08.012

18. Jung RE, Haier RJ. The Parieto-Frontal Integration Theory (P-FIT) of intelligence: Converging neuroimaging evidence. Behavioral and Brain Sciences. 2007 Apr;30(02):135–54. Doi: 10.1017/S0140525X07001185

19. Kang E, Lee DS, Kang H, Lee JS, Oh SH, Lee MC, et al. Neural changes associated with speech learning in deaf children following cochlear implantation. NeuroImage. 2004 Jul;22(3):1173–81. doi: 10.1016/j.neuroimage.2004.02.036

20. Krmpotić-Nemanić J, Kostović I, Bogdanović N, Fui A, Juda M. Cytoarchitectonic Parameters of Developmental Capacity of the Human Associative Auditory Cortex during Postnatal Life. Acta Oto-Laryngologica. 1988 Jan;105(5-6):463–6. Doi: 10.3109/00016488809119502

21. Kronbichler L, Kronbichler M. The Importance of the Left Occipitotemporal Cortex in Developmental Dyslexia. Current Developmental Disorders Reports. 2018 Jan 19;5(1):1–8. doi: 10.1007/s40474-018-0135-4

22. Maffei V, Indovina I, Mazzarella E, Giusti MA, Macaluso E, Lacquaniti F, et al. Sensitivity of occipito-temporal cortex, premotor and Broca’s areas to visible speech gestures in a familiar language. Hinojosa JA, editor. PLOS ONE. 2020 Jun 19;15(6):e0234695. Doi: 10.1371/journal.pone.0234695

23. Sebastian R, Gomez Y, Leigh R, Davis C, Newhart M, Hillis AE. The roles of occipitotemporal cortex in reading, spelling, and naming. Cognitive Neuropsychology. 2014 Feb 17;31(5-6):511–28. doi: 10.1080/02643294.2014.884060

24. Sheth BR, Young R. Two Visual Pathways in Primates Based on Sampling of Space: Exploitation and Exploration of Visual Information. Frontiers in Integrative Neuroscience. 2016 Nov 22;10. doi: 10.3389/fnint.2016.00037

25. Wandell BA, Dumoulin SO, Brewer AA. Visual Field Maps in Human Cortex. Neuron. 2007 Oct;56(2):366–83. Doi: 10.1016/j.neuron.2007.10.012

26. Xie W, McCormick SA, Westerlund A, Bowman LC, Nelson CA. Neural correlates of facial emotion processing in infancy. Developmental Science. 2018 Oct 16;22(3). doi 10.1111/desc.12758