Основные этапы развития мозга человека завершаются еще до его рождения, во многом определяя его когнитивные и интеллектуальные способности в течение всей жизни.
Хорошо известно, что развитие нервной системы является результатом взаимодействия генетических, эпигенетических факторов и факторов окружающей среды, посредством которых модулируются основные процессы нейрогенеза и кортикогенеза.
Неблагоприятные пренатальные факторы, такие как стресс, инфекции, соматические заболевания, вредные привычки матери, осложненное течение беременности, а также многие лекарственные препараты, несомненно, влияют на развитие нервной системы плода и могут приводить к нарушениям когнитивных функций, снижению интеллектуальных способностей, неврологическим и психическим расстройствам у потомства в более позднем возрасте. Заболевания, наблюдаемые у детей, включают также расстройство аутистического спектра, депрессивные симптомы, тревогу, пограничное расстройство личности, расстройства пищевого поведения, синдром дефицита внимания/гиперактивности и др. Потенциальными повреждающими факторами мозга плода служат также некоторые материнские гормоны (к примеру, глюкокортикоиды), иммунные клетки и цитокины, которые способны проникать через плаценту. Формирование нейронных цепей начинается на ранней стадии развития плода, претерпевает серию временных паттернов организации и демонстрирует пластичность на протяжении всей жизни человека. Интенсивность гистогенетических событий сильно варьирует в разные сроки беременности, во время которых развивающийся мозг характеризуется повышенной уязвимостью к воздействию неблагоприятных эндогенных и внешних факторов.
Развитие коры больших полушарий и общее созревание головного мозга происходит асинхронно. Установлено, что морфологическое формирование коры заканчивается к 30-му дню постнатального развития, а функциональное созревание основных систем мозга — только к 7—12-му месяцу жизни (по некоторым данным, до 7 лет и более). Построение нейронных цепей (модулей) — очень длительный процесс, который претерпевает серию реорганизационных изменений и достигает «взрослой» организации в течение третьего десятилетия постнатальной жизни.
Особенно важен период, начиная с 20—22 нед беременности, когда процессы нейрогенеза резко активируются и усложняются, а плод уже способен выжить в случае сверхраннего преждевременного рождения.
Важно помнить, что врастание и разрастание кортикальных аксональных путей начинается и является наиболее интенсивным во время перинатального периода.
Гиппокампальная область, отвечающая за кратковременную память, дифференцируется одной из первых уже в середине беременности.
Клинически крайне важным для кортикогенеза считается период с 24-й по 32-ю неделю беременности.
Поздний период развития плода, незадолго до родов характеризуется установлением поведенческих состояний и паттернов сна и бодрствования, синхронизацией электроэнцефалограммы (ЭЭГ), вызванными и связанными с событиями потенциалами.
Функциональные исследования показывают, что активные нейронные цепи существуют не только в первичных моторных и сенсорных областях коры, но и в областях коры, отвечающих за эмоции и социализацию.
Проведенные в последние годы исследования пренатальных эндогенных и экзогенных повреждающих факторов свидетельствуют об их влиянии в разной степени на структурное и функциональное развитие мозга плода, последствия которого очень сложно прогнозировать.
Наиболее изучено влияние цитокинов на развитие мозга плода. Цитокиновый ответ организма беременной на инфекцию оказывает прямое повреждающее воздействие на онтогенез мозга плода на всех этапах беременности. Повышенные уровни материнских цитокинов влияют на морфологию мозга и развитие функциональных связей, что приводит к задержке развития сенсорных и когнитивных процессов уже с момента рождения и позже, значительно снижают объем рабочей памяти у детей. Известны также данные о повышении риска развития шизофрении и расстройств аутистического спектра у детей.
Большое число исследований посвящено изучению влияния стрессовых факторов матери на развитие мозга плода.
Пренатальный стресс, то есть воздействие повышенных концентраций материнских глюкокортикоидов оказывает длительное, часто зависящее от пола плода, влияние на структуру и функции мозга. Определение высоких уровней кортизола у беременных ассоциировалось с уменьшением объема префронтальной коры, гиппокампа, изменением объема миндалевидного тела, нарушением развития нейронных связей, более частым развитием аффективных симптомов и проблемами интернализации у девочек.
Кроме того, показано, что воздействие стресса на ранних этапах беременности стимулирует активность клеток микроглии. Повышенная активность и количество клеток микроглии неблагоприятно влияет на нейрогенез.
В случае умеренного повышения уровня кортизола у матери в поздние сроки беременности отмечена бóльшая толщина коры головного мозга (особенно в лобных долях), с улучшением когнитивных функций у детей.
Пренатальный стресс является предиктором тревожных расстройств во взрослом возрасте
Многие функции мозга, такие как контроль настроения, чувство насыщения, сон, температура тела и ноцицепция (болевые ощущения), в значительной степени зависят от состояния серотонинергической системы. Экспериментально показано, что пренатальные повреждения влияют на скорость синтеза серотонина, количество серотонин-положительных клеток и плотность его рецепторов в головном мозге потомства.
Важную роль в регуляции функций мозга (в том числе в процессах обучения и кратковременной памяти) играет холинергическая система, развитие которой в значительной мере подвержено влиянию материнских неблагоприятных факторов во время беременности,
Очевидно, что многие процессы в развитии мозга (особенно на ранних сроках беременности) контролируются генетической программой. Однако особое значение в онтогенезе и последующей жизни человека имеют нейротрансмиттеры, активность которых подтверждена с ранних стадий кортикогенеза.
Во многих исследованиях показана связь дисфункции плаценты с повреждением головного мозга плода, обусловленного не только нарушением газообмена и трофики, секрецией провоспалительных цитокинов, повреждением плацентарного барьера и т.д., но, что важнее, снижением или потерей регулирующей нейроэндокринной функции плаценты.
Выявлено, что употребление этанола во время беременности вызывает апоптотическую нейродегенерацию, которая приводит к грубой структурной патологии головного мозга и разнообразным долгосрочным поведенческим, когнитивным или нейропсихическим расстройствам. Помимо влияния на развивающиеся нейроны, этанол индуцирует апоптоз глиальных клеток, подавление дифференцировки и миграции астроцитов.
Некоторые противосудорожные препараты, которые взаимодействуют с рецепторами ГАМК и глутамата и, следовательно, снижают жизнеспособности нервных клеток человека, что может вызывать долгосрочные структурные, поведенческие и когнитивные дефекты, включая изменение массы мозга, трудности обучения, нарушения памяти, тревожные расстройства, сложности в социальном взаимодействии и другие нарушения.
Пренатальные гипоксические/ишемические состояния, а также внутриутробные инфекции также влияют на развитие коры головного мозга плода, ухудшают выживаемость нейронов, способствуют развитию острой и хронической дисфункции нейронов.
Конечным результатом сложной, адаптированной и правильно сформированной коммуникации нейронных сетей в развивающемся мозге является развитие уникальных для человека высших когнитивных функций, таких как память, способность к обучению, эмоции, возможность планирования, саморегуляция, социализация, а также речь. Однако эти процессы довольно уязвимы и их повреждение во время развития мозга плода может быть основой неврологических и психоневрологических заболеваний в последующей жизни ребенка и взрослого.
Психолог ОРЗ и ПС Е.В. Швед
