67% meer pre-frontale hersenneuronen bij kinderen met autisme

Een kleine studie wees uit dat mannelijke kinderen met autisme grotere hersengewichten hadden en 67% meer prefrontale hersenneuronen dan kinderen zonder autisme. Wetenschappers van het NIH-UCSD School of Medicine Autism Center of Excellence, La Jolla, Californië, rapporteerden in JAMA (Journal of the American Medical Association). De kleine voorstudie vergeleek 7 kinderen met autisme met 6 gezonde controles - ze waren tussen de 2 en 16 jaar oud.
De auteurs legden uit dat hoofdovergroei en grotere hersengrootte duidelijk zijn bij kinderen met autisme. Neurale disfuncties zijn in verschillende hersenregio's geïdentificeerd, waaronder PFC (prefrontale cortex). Dit deel van de hersenen speelt een sleutelrol in communicatie, cognitieve ontwikkeling en sociale ontwikkeling van hogere orde.
Als achtergrondinformatie schreven de wetenschappers:

"Daarom kan kennis van de neurale basis van overgroei wijzen op vroege causale mechanismen bij autisme en de neurale functionele defecten die autistische symptomen veroorzaken verklaren." In het eerste MRI-rapport (magnetic resonance imaging) van vroege hersenovergroei bij autisme, een decennium geleden, werd getheoretiseerd dat een teveel aan neuronen een onderliggende oorzaak zou kunnen zijn, misschien als gevolg van prenatale ontregeling van proliferatie, apoptose [celdood] of beide.
De neurale basis van vroege overgroei blijft echter onbekend en is alleen bekend uit directe kwantitatieve studies van de jonge postmortale autistische hersenen. "

Eric Courchesne, Ph.D., en het team gaan op zoek of hersenovergroei vroeg in het leven voor kinderen met autisme ook gepaard gaat met abnormale PFC-neuronnummers. Ze verrichtten post-mortems op 13 jongens in de leeftijd van 2 tot 16 jaar. 7 van hen hadden een autismespectrumstoornis (ASS) en 6 waren autismevrij (controles). De deskundige anatomen die de kinderen onderzochten wisten niet wat de diagnosestatus van de jongens was.
Neurongrootte en aantallen werden gemeten en gekwantificeerd in de DL-PFC (dorsolaterale) en M-PFC (mesiale) onderverdelingen van de PFC. De jongens waren tussen 2000 en 2006 gestorven en kwamen uit het zuidoosten en het oosten van de VS.

PFC is het voorste deel van de frontale kwabben van de hersenen; voor de motor en premotor gebieden

De wetenschappers ontdekten dat:

• DL-PFC - de kinderen met autisme hadden 79% meer neuronen
• M-PFC - de kinderen met autisme hadden 29% meer neuronen
• DL-PFC - er waren (gemiddeld) 1,57 miljard neuronen bij kinderen met autisme, vergeleken met 0,88 miljard bij de andere kinderen
• M-PFC - er waren (gemiddeld) 0,36 miljard neuronen bij kinderen met autisme vergeleken met 0,28 miljard bij de andere kinderen
• Het hersengewicht week af van het normale bereik met 17,6% bij de kinderen met autisme, vergeleken met 0,2% bij degenen zonder autisme

De auteurs legden uit:

"Samen gaven deze 2 subdivisies een totaal gecombineerd aantal prefrontale neuronen dat 67 procent hoger was in de autistische kinderen vergeleken met de controles.
Onze steekproef van autistische kinderen was niet groot genoeg om hersengedragsrelaties statistisch te onderzoeken. Toekomstige studies met veel meer gevallen van autistische kinderen kunnen belangrijke verbanden blootleggen tussen het aantal neuronen en de ernst van de symptomen of het intellectuele vermogen. "
Voorzover ons bekend is deze studie de eerste directe kwantitatieve test en bevestiging van de theorie dat een pathologische overvloed aan neuronen in kritieke hersenregio's al op jonge leeftijd aanwezig is in autisme.
Omdat corticale neuronen worden gegenereerd in het prenatale, niet postnatale leven, wijst pathologische overvloed aan neuronen op vroege ontwikkelingsstoornissen in moleculaire en genetische mechanismen die proliferatie, celcyclusregulatie en apoptose regeren. Daarom is de bevinding van belang voor het begrijpen van de etiologische en neurale ontwikkeling en functionele oorsprong van autisme. "

Redactioneel - Hoofdomvang en grotere aantallen neuronen in autisme

In een Begeleidende redactie in hetzelfde tijdschrift, Janet E. Lainhart, MD, van de Universiteit van Utah, Salt Lake City, en Nicholas Lange, Sc.D., van de Harvard University Schools of Medicine and Public Health, Boston, schreef:

"De resultaten van de studie door Courchesne et al laten zien dat de relatie tussen toegenomen neuronentelling, hersenovergroei en verhoogd hersengewicht bij autisme complex is."
Prefrontaal neuronnummer en hersengewicht waren verhoogd in de autismegroep maar waren niet significant gecorreleerd. Toekomstige studies van prefrontale neuron-aantallen zijn nodig bij kinderen en adolescenten met autisme die geen overgroei van de hersenen hebben en bij niet-autistische kinderen met goedaardige megalencefalie [een abnormaal groot brein] om te bepalen of een verhoogd aantal prefrontale neuronen bij autisme alleen met autisme wordt geassocieerd, hersenovergroei alleen, of een combinatie van beide.
Neuroimaging-onderzoeken suggereren dat andere gebieden van de hersenen, inclusief de temporale kwab, nader onderzoek verdienen door postmortale weefselanalyse. Omdat neuronen in alle hersengebieden behalve de bulbus olfactorius en de hippocampus vóór de geboorte worden gegenereerd, voegen de huidige bevindingen significant toe aan het groeiende biologische bewijs dat de ontwikkelingsneuropathologie van idiopathisch autisme vóór de geboorte begint in sommige, mogelijk alle, gevallen.
Het onderzoek door Courchesne et al voegt ook toe aan frequent gerapporteerde bevindingen in neuroanatomische studies van autisme, waaronder toegenomen variantie en verlies van typische relaties tussen gemeten componenten van de hersenen. Factoren die normaal de hersenen organiseren lijken te zijn verstoord. "

Geschreven door Christian Nordqvist