Hjernens fingeravtrykk avslører tidlige tegn på psykisk sykdom

På samme måte som hvert individ har sitt unike fingeravtrykk, har alle mennesker en unik kombinasjon av forbindelser i hjernen. Dette nettverket stabiliseres i barne- og ungdomsårene. En forsinket utvikling kan avsløre tidlige tegn på psykiske lidelser.

Lars Tjelta Westlye foran en MRI-maskin

Seniorforsker Lars Tjelta Westlye og kolleger har brukt MRI til å måle hjernemønstre hos nesten 800 barn og unge. Foto: Øystein Horgmo, UiO 

Vi har alle særegne nettverksforbindelser i hjernen på samme måte som vi har våre individuelle fingeravtrykk. Disse nettverkene bidrar til å forme oss til de individene vi er. En viktig del av normal hjerneutvikling er en slik modning av nettverkene i barne- og ungdomsårene.

I en ny studie har forskere oppdaget at avvikende hjerneutvikling i denne perioden av livet kan gi økt risiko for psykiske lidelser senere.

– Vi vet at mange psykiske lidelser er svært arvelige, og det er viktig å undersøke hvordan samspillet mellom miljømessige og genetiske risikofaktorer påvirker individualisering av hjernen i barndommen og i ungdomsårene, sier Tobias Kaufmann.

Han er forsker ved Norsk senter for forskning på mentale lidelser (NORMENT) ved Universitetet i Oslo.

Psykiske lidelser kan føre til store personlige belastninger. Å forstå hvorfor noen barn utvikler psykiske lidelser senere i livet er derfor en enorm forskningsoppgave med viktige implikasjoner for både pasientene og deres familier.

Ungdomshjerner er svært formbare

Barne- og ungdomsårene er preget av store biologiske og miljømessige endringer. Samtidig opplever mange unge at det stilles stadig større krav til dem fra omgivelsene rundt. Hjernen hos barn og unge er svært formbar, noe som gir et enormt potensiale for læring og utvikling i denne perioden.

Denne formbarheten er nødvendig for en normal utvikling, og for barnets tilpasning til omgivelsene sine. Men for noen barn kan denne formbarheten gi negative konsekvenser.

– Hjernens evne til å endre seg raskt gjør barnet i stand til å tilegne seg ny kunnskap og å tilpasse seg omgivelsene, men samtidig øker barnets sårbarhet for risikofaktorer fra miljøet rundt, forteller Lars T. Westlye, seniorforsker ved Norment og førsteamanuensis ved psykologisk institutt.

Det er i nettopp ungdomsårene de fleste psykiske lidelser oppstår, gjennom et komplekst samspill mellom arv og miljø.

– For noen personer kan kombinasjonen av gener og miljø utvikle seg til symptomer og plager som samsvarer med en eller flere psykiske diagnoser og som vil kreve behandling senere, sier han.

Forskeren forklarer at det vi ønsker er en optimal balanse i hjernen mellom stabilitet og tilpasningsevne. Utviklingen av denne balansen kan være en viktig markør for hvordan hjernen modnes gjennom barne- og ungdomsårene.

Unike fingeravtrykk i hjernen

Nettverkene danner et mønster i hjernen som er like unikt som et fingeravtrykk. Illustrasjon: Tobias Kaufmann.

En teknikk for å studere hjernens utvikling er avansert hjerneavbildning slik som MRI. Ved å bruke MRI får vi en detaljert fremstilling av hjernens anatomi og funksjon uten noen bivirkninger.

– Med MRI kan vi studere kommunikasjonen mellom ulike deler av hjernen. Da kan vi se etter individuelle forskjeller i nettverkene som sier noe om risiko for sykdom og pågående sykdomsprosesser, sier Westlye.

Disse nettverkene danner også et mønster i hjernen som er like unike som et fingeravtrykk.

Derfor kan forskerne med en høy grad av presisjon bruke nettverkene til identifisering av enkeltindivider.

– Vi kan identifisere individer basert på hjernemønstre, og vi kan undersøke om presisjonen øker ved alder, og reduseres ved symptomer på psykisk lidelse, forteller Westlye.

Forsinket utvikling hos personer med psykiske lidelser

Forskerne brukte funksjonell MRI til å måle hjernemønstre hos nesten 800 barn og unge i alderen fra 8 til 22 år, mens de gjennomførte ulike typer mentale oppgaver. Så sammenlignet de hjernenettverkene mellom personer, og mellom ulike oppgaver.   

– Vi så at det unike kommunikasjonsmønsteret i hjernen utvikler seg gradvis, og med en spesielt omfattende modning i ungdomsårene, sier Westlye.

Hos personer med tidlige symptomer på psykiske lidelser så forskerne at det var en forsinket utvikling, og det var mindre tydelige og mindre stabile hjernemønstre. Det vil si at nettverk som var mindre tydelige indikerte et høyere nivå av sykdomssymptomer. 

– Vi så at nettverkene hos disse individene var mindre stabile på tvers av ulike mentale oppgaver og situasjoner, og at de også var mindre individualisert, forklarer Kaufmann.

– I tillegg så vi at presisjonen økte gjennom ungdomsårene, og at personer med flere tidlige tegn på psykiske lidelser var vanskeligere å identifisere enn personer med færre symptomer, legger Westlye til.

Håper å utvikle bedre verktøy for diagnose og behandling

Tobias Kaufmann
Forsker Tobias Kaufmann.

Resultatene fra studien gir oss ny informasjon om hjernens utvikling gjennom barne- og ungdomsårene, og om hvilke prosesser som er med på å øke eller redusere risikoen for psykisk lidelse senere i livet.

– Informasjonen kan hjelpe oss å utvikle bedre verktøy for å finne riktig diagnose og behandling for pasientene, mener Kaufmann.

– Denne grenseoppgangen mellom genetikk og miljø og hvordan disse påvirker våre tankefunksjoner og mentale helse, er et utrolig spennende forskningsområde som angår oss alle, og som vi vil lære mye av i årene fremover, avslutter Westlye.

 

Studien er et samarbeid mellom NORMENT og Psykologisk Institutt ved Universitet i Oslo og Oslo universitetssykehus.

Les originalartikkelen i tidsskriftet Nature Neuroscience.


Kontakt

Senter

Vi forsker på

Av Julie Nybakk Kvaal
Publisert 28. apr. 2017 09:49 - Sist endret 28. apr. 2017 13:26