האדריכלות הפונקציונלית הפנימית של המוח בילדים עם הפרעת קשב/היפראקטיביות (ADHD)

האדריכלות הפונקציונלית הפנימית של המוח בילדים עם הפרעת קשב/היפראקטיביות
במוחם של ילדים עם ADHD נמצאה התפתחות איטית יותר של קשרי מפתח
.Lag in maturation of the brain’s intrinsic functional architecture in ADHD
ADHD brain study finds slower development of key connections, Chandra S. Sripada, Proceedings of the National Academy of Sciences PNAS, September 2014

מחקר חדש מהמחלקה לפסיכיאטריה בבי"ס לרפואה של אוניברסיטת מישיגן, מגלה כי במוחם של יותר מ 750 ילדים ובני נוער ישנו הבדלים בולטים באדריכלות המוח, בין אלו הסובלים מהפרעת קשב וריכוז ואלו שאין להם את הפרעת הקשב. במחקר זיהו כי קשרים עיקריים בין רשתות המוח הבשילו לאט יותר במוחם של ילדים ומתבגרים עם הפרעות קשב והיפראקטיביות, בהשוואה לקבוצת ילדים מאותו הגיל ללא ADHD, אצלם המוח מייצר במהירות קשרי מפתח בתוך ובין רשתות המוח. במוח ילדי ADHD הקשרים פחות בשלים בין רשתות המוח השולטות במחשבה פנימית מכוונת (כגון חלימה בהקיץ), ורשתות המאפשרות לאדם להתמקד במשימות חיצוניות מכוונות. איחור בפיתוח הקשרים עשוי להסביר מדוע אנשים עם הפרעות קשב והיפראקטיביות מוסחים או מתקשים להישאר ממוקדים בקלות. הממצאים החדשים והשיטות שהתמשתמו בהם במחקר, ייתכן שיום אחד יאפשרו לרופאים להשתמש בסריקות מוח כדי לאבחן הפרעת קשב, ויאפשרו לעקוב באיזו מידה ילד מגיב טוב לטיפול. סוג זה של הדמיה "כסמן ביולוגי" עדיין לא קיים לאבחון הפרעת קשב (ADHD), או לכל מצב פסיכיאטרי אחר.
במחקר השתמשו בטכניקות מיחשוב מתקדמות ביותר, כדי לנתח מאגר גדול של סריקות מוח מפורטות המשותפות לציבור המדענים לשם מחקרים. המחבר הראשי צ'אנדרה סריפדה  MD. PhD ועמיתיו, בחנו סריקות מוחם (fMRI) של 275 ילדים עם ADHD ו- 481 ילדים ללא הפרעת קשב, תוך שימוש בשיטות "connectomic" היכולות למפות קישורי גומלין בין רשתות המוח. במחקר בוצעו סריקות מוח באמצעות סורקי תהודה מגנטית (fMRI) תפקודיים. פעילות המוח נצפתה במהלך מצב מנוחה, דבר שאפשר לחוקרים לצפות כיצד מספר רשתות שונות במוח, כל רשת מיוחדת אחראית עבור סוגים מסוימים של פונקציות, מתקשרים ("מדברים") בתוכם וביניהם .
החוקרים מצאו עיכובים בהתפתחות של חיבור בתוך הרשת הפנימית הממוקדת (הנקראים 'רשת מצב ברירת המחדל' או DMN), ובפיתוח של קשרים בין DMN ושתי רשתות, שמעבדים משימות חיצוניות ממוקדות, המכונות 'רשתות משימה חיובית', או TPNs. הם גם יכלו לראות שהעיכוב בפיתוח קשרים עם שתי רשתות הקשורות למשימות (רשתות תשומת לב פרונטו-פרוטלית) היו ממוקמות בעיקר בשני אזורים ספציפיים במוח. הממצאים החדשים במחקר זה, משתלבים היטב עם מה שחוקרים אחרים מצאו על ידי בחינת המבנה הפיזי של מוח ילדים עם ובלי ADHD, בדרכים אחרות. מחקרים כאלה הוכיחו כבר שינויים באזורים בתוך DMN ו- TPNs, וממצאי מחקר זה החדשים עוזרים להבנה ומוסיפים לה.

הממצאים רלוונטיים גם לחשיבה על המשכיות הפרעת קשב והיפראקטביות מהילדות ועד לבגרות. לדוגמא, חלק מילדים ובני נוער משתחררים מההפרעה, ואילו עבור אחרים ההפרעה נמשכת לבגרות. מחקרים עתידיים של התבגרות רשתות המוח בהפרעת קשב והיפראקטיביות יכולים לשפוך אור על הבסיס הנוירולוגי להבדל זה. אנחנו וחוקרים אחרים מתעניינים בהבנת המנגנונים העצביים של הפרעת קשב והיפראקטיביות בתקווה שנוכל לתרום לאבחנה וטיפול טובים יותר. ללא מאגר נתונים של תמונות fMRI, ושיתוף פעולה בין חוקרים לא היינו מגיעים למצב זה, אומר Sripada, פרופסור ופסיכיאטר במחלקת UM לפילוסופיה, וחבר מרכז UM למיחשוב רפואה וביו-אינפורמטיקה.
Sripada מסביר כי בעשור האחרון, הדמיה רפואית פונקציונלית גילתה כי המוח האנושי מאורגן מבחינה תפקודית לרשתות קישוריות בקנה מידה גדול. רשתות אלה, והקשרים ביניהם, מבשילים במשך ילדות מוקדמת כל הדרך לבגרות צעירה. ראוי לציון מיוחד שהרשתות עם התבגרות מעוכבת במצבי ADHD, קשורות מאוד להתנהגויות (תחום שנקרא connectomic), הדורש ממדענים להיות מסוגלים לנתח לא רק תקשורת בין שני אזורים ספציפיים במוח, אלא גם את דפוסי תקשורת בין אלפי צמתים בתוך המוח. זה דורש כוח מחשוב גדול וגישה לכמויות עצומות של נתונים, מה שהופך את השיתוף הפתוח של תמונות fMRI לכל כך חשוב.
תוצאות מחקר זה הגדירו את השלב הבא למחקר, שייועד לבחון רכיבים בודדים של הרשתות שיש להם איחור בהתבגרות. מחקר זה מספק הבנה כללית, ועכשיו רוצים לבדוק במחקרים נוספים את התופעה הזאת באופן יותר פרטני העשויה להוביל אותנו לסמן ביולוגי אמיתי, או neuro-marker, להפרעת קשב והיפראקטיביות. Sripada גם מציין כי connectomic יכול לשמש גם כדי לבחון הפרעות אחרות עם שורשים בקישוריות במוח, הכוללים אוטיזם (ASD) שייתכן ונובעת מיתר הבשלה של כמה רשתות מוח, וסכיזופרניה שיכולה לנבוע מחיבורים לא נורמליים. בדיקת נתונים נוספים ב- fMRI מאנשים במצבים אלה, ודיכאון, חרדה, הפרעה דו קוטבית ועוד, יכולה להעצים את לימודי connectomic בתחומים אלה.
הערותיי: מאז שהועמדו לרשות החוקרים בדיקות הדמיית מוח פונקציונלית (fMRI) של אלפי ילדים עם  אוטיזם, הפרעת קשב ותסמונות/הפרעות אחרות, בוצעו בשנים האחרונות ע"י מדענים מחקרים רבים, ועוד יבוצעו רבים נוספים. במחקרים אלה מנסים לבחון, למדוד ולהעריך בטכנולוגיות שונות (בעזרת fMRI ומיחשוב מתקדם מאד), את רשתות המוח וקישוריותיהן, על מנת להבין את תפקודיי המוח, כדי שיבהירו אם ניתן לאפיין תסמונות כמו ASD, ADHD ואחרות, בעזרת אבחון ליקוי/עיכוב/פגיעה בהתפתחות רשתות מסויימות במוח. ישנה התקדמות איטית בתוצאות המחקרים, אולם סמן ביולוגי -נוירולוגי שמייחד תסמונות כמו ASD, ADHD טרם נמצא, ולהערכתי לא יימצא בקרוב. מכיוון, שהתסמונות וההפרעות הנפשיות השונות, עדיין אינן בעצמן ייחודיות באיפיוניהן, והסימפטומים שלהן משותפים וחופפים בין ההפרעות, ללא הבדלים משמעותיים. אם נצליח לפענח סמן ביולוגי/נוירולוגי ייחודי לכל הפרעה, אז תיקבע חלוקה שונה של ההפרעות וצמצום מספרן, אשר תהיה שונה מזו כפי שנהוגה כיום על פי DSM-5. ימים אלה אינם קרובים.