Algorithmus sagt voraus, ob Hochrisiko-Babys Autismus entwickeln werden

Mit MRI-Scans, einem Computerprogramm und einem Algorithmus hat eine Gruppe von Forschern kürzlich einen Prozess entwickelt, mit dem sich vorhersagen lässt, ob ein Baby als Kleinkind zu Autismus übergeht. Obwohl nur für Hochrisiko-Säuglinge geeignet, können die Ergebnisse zu diagnostischen Innovationen führen.
MRI-Scans kombiniert mit Gehirnmessungen können helfen, Autismus vorherzusagen.

Autismus kommt selten aus den Nachrichten. Doch trotz zunehmender Forschungsarbeit ist der Ursprung der Krankheit noch immer wenig erforscht.

Gekennzeichnet durch Schwierigkeiten bei der Kommunikation und Interaktion mit anderen sowie ritualisiertem und stereotypem Verhalten, wird angenommen, dass Autismus-Spektrum-Störungen (ASS) 1 von 68 Kindern in den Vereinigten Staaten betreffen.

In den USA gibt es mehr als 3 Millionen Menschen mit ASS und Dutzende von Millionen auf der ganzen Welt.

Obwohl die treibenden Kräfte hinter der Entwicklung von ASD unklar sind, scheint Genetik eine Rolle zu spielen; etwa 1 von 5 Kindern mit Geschwistern, die ASS haben, wird die Bedingung selbst entwickeln.

Ein Forscherteam des Carolina Institute for Developmental Disabilities an der University of North Carolina unter der Leitung von Dr. Joseph Piven hat kürzlich damit begonnen, diese Geschwisterbeziehung und ihre neuronalen Korrelate zu untersuchen.

Vorhersage von Autismus bei Babys

In den letzten Jahren gab es eine zunehmende Suche nach biologischen Markern für Krankheiten, einschließlich Autismus. Zum Zeitpunkt der Diagnose vieler psychischer Erkrankungen haben sich bereits signifikante Veränderungen im Gehirn vollzogen. Frühzeitige Veränderungen helfen nicht nur, das Krankheitsbild besser zu verstehen, sondern helfen auch bei der Suche nach neuen Behandlungsmöglichkeiten.

Vor diesem Hintergrund nahmen Dr. Piven und sein Team MRT-Scans der jüngeren Geschwister von Kindern mit Autismus vor. Durch die Messung einer Reihe von Parametern suchten sie nach Mustern in Gehirnveränderungen, die zukünftige ASD-Ergebnisse vorhersagen könnten.

"In der Regel ist die früheste Diagnose von Autismus zwischen 2 und 3 Jahren möglich. Aber für Babys mit älteren autistischen Geschwistern kann unser bildgebendes Verfahren helfen, im ersten Lebensjahr vorherzusagen, welche Babys mit 24 am ehesten eine Autismus-Diagnose erhalten Monate. "

Dr. Joseph Piven, leitender Autor

Die Studie fand über eine Reihe von Orten in den USA statt, einschließlich der Universität von North Carolina, der Universität von Washington, der Washington Universität in St. Louis, MO, und des Kinderkrankenhauses von Philadelphia, PA. Die Studie wurde vom NIH Autism Centers for Excellence Programm finanziert, und ihre faszinierenden Ergebnisse werden heute in der Zeitschrift veröffentlicht Natur.

Auf der Suche nach biologischen ASD-Markern bei sich entwickelnden Kindern analysierte das Team MRT-Scans im Alter von 6 und 12 Monaten. Sie verglichen die Scans von drei Gruppen:

• Säuglinge mit einem älteren Geschwister mit Autismus (Hochrisiko), die mit 2 Jahren Autismus entwickelt haben
• Säuglinge mit einem älteren Bruder mit Autismus, der nach dem 2. Lebensjahr keinen Autismus entwickelt hat
• Kleinkinder mit einem niedrigen Familienrisiko, die nicht weiter an Autismus erkrankten.

Die Forscher maßen Oberfläche, Hirnvolumen und kortikale Dicke. Indem diese Daten in ein Computerprogramm gesteckt wurden, entwickelte das Team einen Algorithmus, um vorherzusagen, ob ein Kind später ASD entwickeln würde. Sie testeten dann die Genauigkeit dieses Algorithmus in einem separaten Versuch.

Es wurde gezeigt, dass die vom Algorithmus berechneten Gehirnunterschiede 8 der 10 Kinder, die später Autismus entwickeln würden, korrekt vorhersagten.

Hyperexpansion des Gehirns und Autismus

Insbesondere fanden die Forscher heraus, dass Babys, die Autismus entwickelten, eine Hyperexpansion der Gehirnoberfläche im Alter zwischen 6 und 12 Monaten aufwiesen. Dieser Anstieg der Oberfläche in einem frühen Stadium war mit einer erhöhten Wachstumsrate des Gesamtvolumens des Gehirns im zweiten Lebensjahr verbunden.

Dieser Befund bestätigt frühere Studien, die ebenfalls eine beschleunigte Ausdehnung der kortikalen Oberfläche bei ASD fanden. Wissenschaftler glauben, dass diese Ausdehnung die Entwicklung der kortikalen weißen Substanz beeinträchtigen kann.

Wie Dr. Piven sagt: "Dies bedeutet, dass wir potentiell Säuglinge identifizieren können, die später Autismus entwickeln werden, bevor die Symptome von Autismus sich in einer Diagnose zu konsolidieren beginnen." Wenn Eltern ein Kind mit Autismus haben und dann ein weiteres Kind bekommen, könnte dieser Test dazu beitragen, Veränderungen im jüngeren Geschwister vor der 24-Monats-Marke zu erkennen; es bietet die Möglichkeit zu intervenieren, wenn das Gehirn noch in seinem formbarsten Zustand ist. Obwohl es immer noch keine Heilung gibt, bietet die frühzeitige Intervention eine Möglichkeit, Symptome zu reduzieren und soziale, kognitive und emotionale Fähigkeiten zu verbessern.

"Wir hatten keine Möglichkeit, die Biomarker von Autismus zu erkennen, bevor die Krankheit einsetzt und Symptome auftreten", sagte Piven. "Jetzt haben wir vielversprechende Hinweise, die darauf hindeuten, dass dies tatsächlich möglich ist."

Die Autoren warnen, dass weitere Studien erforderlich sind, aber sagen, dass die Ergebnisse ein starker erster Schritt auf dem Weg zu prä-onset-Interventionen bei ASS sind.

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