斯坦福大学医学院的研究人员领导的一项研究显示,患有1型糖尿病的儿童与没有患这种疾病的儿童相比,大脑功能存在细微却重要的差异。
这项发表在12月9日《PLOS医学》网上的研究首次评估了糖尿病儿童在认知任务中的大脑状况。在功能性磁共振成像扫描中,当他们的大脑在工作时,糖尿病儿童表现出一系列异常的大脑活动模式,这在许多其他疾病中已经被发现,包括衰老认知下降、脑震荡、注意力缺陷多动症和多发性硬化症。
该研究还报告说,在患有糖尿病时间较长的儿童当中,他们异常的大脑活动模式更加明显。
斯坦福跨学科脑科学研究中心高级研究助理劳拉·福兰德-罗斯博士说:“我们的发现表明,1型糖尿病儿童的大脑效率不如预期。”福兰德-罗斯与主要作者斯坦福大学儿科荣誉退休教授布鲁斯·白金汉医学博士分享这篇论文。
该研究的资深作者、斯坦福大学精神病学和行为科学教授艾伦·莱斯医学博士说:“我们研究的结论是,尽管内分泌学家对这组患者给予了很多关注,临床指南也有了真正的改善,但糖尿病儿童仍然有可能出现与其疾病相关的学习和行为问题。”
血糖影响大脑发育
1型糖尿病发生在胰腺不能产生胰岛素时,胰岛素是一种帮助调节血糖的激素。患者通过注射或胰岛素泵获得胰岛素。但是即使接受治疗,他们的血糖水平(血液中的主要糖分)波动也比健康人大得多。
“患有糖尿病的孩子血糖水平长期波动,葡萄糖对大脑发育很重要,”福兰德-罗斯说,“脑细胞需要稳定的葡萄糖作为燃料。早期的研究揭示了1型糖尿病儿童大脑结构的变化和认知任务的轻度表现障碍,但其机制从未被研究过。从功能上捕捉这些孩子大脑中发生的事情很重要。”
研究人员对在五个地点招募的93名1型糖尿病儿童进行了功能磁共振成像大脑扫描:佛罗里达州杰克逊维尔的内穆尔儿童医疗卫生系统;斯坦福大学;圣路易斯华盛顿大学;爱荷华大学和耶鲁。另外57名没有患病的儿童组成了对照组。所有参与者都是7-14岁。在大脑扫描之前,对所有儿童进行标准的行为和认知测试。
然后,在功能磁共振成像扫描仪中,孩子们执行了一项名为“去/不去”的认知任务:字母表中不同的字母以随机顺序显示,参与者被要求按下按钮来回应除“十”以外的每个字母这项任务经常用于大脑扫描研究,以评估参与者集中注意力时大脑中发生的事情。
研究发现,尽管糖尿病儿童和对照组儿童一样准确地完成了任务,但他们的大脑表现却不同。在患有糖尿病的儿童中,默认模式的网络,即大脑的空闲系统,在任务期间没有关闭。为了弥补默认模式网络的异常激活,负责自我调节和注意力集中的大脑执行控制网络在患糖尿病儿童中比正常情况下工作更努力。
这些异常在年轻时被诊断为糖尿病的儿童中更为明显,这表明随着时间的推移,问题可能会恶化。
“你接触血糖水平动态变化的时间越长,相对于默认模式网络,大脑功能的变化就越大,”福兰德-罗斯说。她补充说,对成年糖尿病患者的研究表明,在疾病的后期,大脑最终会失去补偿这个问题的能力。
接下来:测试设备的效果
接下来,科学家们想研究通过闭环人工胰腺治疗获得更好的血糖浓度是否有益于儿童的大脑功能。这些设备将血糖传感器与自动调节胰岛素输送的胰岛素泵电子耦合。
赖斯说:“我们希望随着糖尿病治疗设备的改进,这些发现要么严重性降低,要么消失。”她补充道,随着血糖控制的改善,儿童大脑可能能够恢复正常活动。“年轻的大脑最有可塑性和修复的潜力,”他说,“但是,如果大脑功能问题持续存在,孩子们也有很长一段时间要忍受这些后果。”(cyy123.com)