كشفت دراسة جديدة أجراها معهد برشلونة للصحة العالمية (ISGlobal)، وهو مركز تدعمه مؤسسة "la Caixa"، أن الأطفال الذين يتعرضون لتلوث الهواء في مرحلتي الطفولة المبكرة والمتوسطة لديهم روابط أضعف بين مناطق الدماغ المهمة. تؤكد النتائج، التي نشرت في مجلة Environment International، على الآثار المحتملة لتلوث الهواء المبكر على نمو الدماغ.
أظهر البحث انخفاضًا في الاتصالية الوظيفية داخل وبين شبكات الدماغ القشرية وتحت القشرية المحددة. هذه الشبكات هي أنظمة من هياكل الدماغ المترابطة التي تعمل معًا لأداء وظائف معرفية مختلفة مثل التفكير والإدراك والتحكم في الحركة. تتوافق هذه النتائج مع الدراسات السابقة التي تشير إلى أن تلوث الهواء قد يرتبط بتغييرات في الاتصالية الوظيفية لشبكات الدماغ، خاصة عند الأطفال. ومع ذلك، لم يتم فهم الآلية الكاملة لكيفية تأثير تلوث الهواء على تطور ونضج شبكات الدماغ هذه بشكل كامل بعد.
بالنسبة للدراسة، تم تحليل بيانات 3,626 طفلاً من جيل R في روتردام (هولندا). تم تقدير التعرض لتلوث الهواء في مكان إقامة المشاركين، بما في ذلك الجسيمات الدقيقة (PM 2.5 و PM 10) وثاني أكسيد النيتروجين (NO 2) وأكاسيد النيتروجين (NO X)، باستخدام نماذج إحصائية تجمع بين القياسات الفعلية والخصائص البيئية. بعد ذلك، تم تقييم الاتصالية الدماغية بين الشبكات وداخلها، بما في ذلك 13 شبكة قشرية وثلاث مناطق تحت قشرية: اللوزة الدماغية - المسؤولة عن معالجة المشاعر وإثارة استجابات البقاء - والحصين - وهو أمر أساسي لتكوين الذاكرة والتوجيه المكاني - والنواة المذنبة - المشاركة في تنظيم الحركة والذاكرة واتخاذ القرار.
تم فحص الأطفال باستخدام تقنيات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي أثناء الراحة، أي تم مسح أدمغتهم أثناء عدم قيامهم بمهام نشطة، في نقطتين زمنيتين: في سن 10 سنوات تقريبًا، ومرة أخرى في سن 14 عامًا في المتوسط. تم تحليل التعرض لتلوث الهواء على مدى فترتين: من الولادة حتى سن ثلاث سنوات، وفي العام السابق للتصوير العصبي.
"هذه واحدة من أوائل الدراسات التي تبحث في كيفية تأثير تلوث الهواء على اتصالات الدماغ أثناء الراحة، باستخدام عمليات مسح دماغية متعددة لمجموعة كبيرة من الأطفال منذ الولادة"، تقول ميشيل كوسترز، باحثة في ISGlobal والمؤلفة الأولى للدراسة.
ارتباطات مستمرة خلال فترة المراهقة
تظهر النتائج أن التعرض الأعلى لتلوث الهواء من الولادة حتى سن ثلاث سنوات يرتبط بانخفاض الاتصالية بين اللوزة الدماغية والشبكات القشرية المسؤولة عن الانتباه والوظائف الحركية الجسدية (التي تنسق حركات الجسم) والسمع. بالإضافة إلى ذلك، ارتبط التعرض الأعلى لجسيمات PM10 في العام السابق للتصوير بانخفاض الاتصالية الوظيفية بين شبكات البروز والشبكات الجدارية الإنسية، المسؤولة عن اكتشاف المحفزات في البيئة، وكذلك عن التأمل الذاتي والإدراك الذاتي.
A further current study by the same team examined the relationship between exposure to air pollution during pregnancy and childhood and changes in brain volume in adolescence. The study was based on data from 4,243 children from the same Generation R cohort, who underwent repeated assessments of white matter, cortical gray matter, cerebellum, and seven subcortical volumes.
The results showed that exposure to air pollution during pregnancy, particularly to fine particulate matter (PM2.5) and copper , was associated with a smaller hippocampal volume at age 8, a brain structure critical for memory function . However, as the children grew, "compensatory growth" of the hippocampus was observed. This suggests that brain plasticity, particularly in this region, may offset some of the initial negative effects of pollutant exposure. Despite the early effects on hippocampal volume, no significant associations were found between air pollution and other brain volumes such as white matter, cortical gray matter, or cerebellum.
Importance of policy changes
According to the research team, these findings underscore the potential long-term impacts of early-life air pollution on brain connectivity and development. "While some brain regions show compensatory growth, the observed persistent disruptions in functional networks highlight the need for further research into the mechanisms underlying these changes. Given the widespread nature of air pollution, these findings emphasize the importance of policy actions to reduce pollutant exposure , especially in urban environments, to protect children's brain development," says Michelle Kusters.
معرف الكائن الرقمي
