В условиях нынешней климатической чрезвычайной ситуации воздействие экстремальных температур на здоровье человека является серьезной проблемой для научного сообщества и общества в целом. Дети особенно уязвимы к перепадам температуры, поскольку их механизмы терморегуляции еще незрелы.

"Мы знаем, что развивающийся мозг плодов и детей особенно восприимчив к воздействию окружающей среды, и есть некоторые предварительные данные, свидетельствующие, что воздействие холода и тепла может влиять на психическое благополучие и когнитивные способности детей и подростков", — говорит исследовательница Моника Гуксенс.

В свежей научной работе Гуксенс вместе с коллегами изучила структуру белого вещества мозга детей предподросткового возраста, чтобы определить "окна" восприимчивости к воздействию холода и жары в раннем возрасте. В анализ был включен 2681 ребенок из популяционного исследования Generation R. Участники прошли магнитно-резонансную томографию (МРТ) в возрасте от 9 до 12 лет. Протокол МРТ оценивал связность в мозге путем измерения величины и направления диффузии воды в белом веществе. В более зрелом мозге вода течет преимущественно в одном направлении, а не в нескольких, что дает более низкие значения для маркера, называемого средней диффузией, и более высокие показатели для другого маркера, называемого фракционной анизотропией. В дополнение к этому исследовательская группа использовала передовой статистический подход для оценки воздействия среднемесячных температур на каждого участника от зачатия до 8-летнего возраста.

Результаты показывают, что воздействие холода во время беременности и первого года жизни, а также воздействие тепла с рождения до трехлетнего возраста были связаны с более высоким средним коэффициентом диффузии в предподростковом возрасте, что указывает на замедленное созревание белого вещества. "Холод" и "тепло" в данном случае определяются как те температуры, которые находятся на нижнем и верхнем конце распределения температуры в исследуемом регионе.

"Волокна белого вещества отвечают за соединение различных областей мозга, обеспечивая связь между ними. По мере развития белого вещества эта связь становится быстрее и эффективнее. Наше исследование похоже на фотографию в определенный момент времени и на этом изображении мы видим, что участники, подвергшиеся холоду или жаре, демонстрируют различия в параметре — средней диффузии, — который связан с более низким уровнем созревания белого вещества", — объясняет первый автор исследования Лаура Гранес. — В предыдущих работах изменение этого параметра было связано с ухудшением когнитивных функций и некоторыми проблемами психического здоровья".

Стратифицированный анализ социально-экономических условий показал, что дети, живущие в бедных районах, были более уязвимы к воздействию холода и жары. У них окна восприимчивости к холоду и жаре были аналогичны выявленным в общей когорте, но начинались раньше. Эти различия могут быть связаны с жилищными условиями и энергетической бедностью.

Один важный механизм, который мог бы объяснить влияние температуры окружающей среды на развитие нервной системы, связан с ухудшением качества сна. Другие возможные механизмы включают нарушение функций плаценты, активацию гормональной оси, приводящую к повышению выработки кортизола, и воспалительные процессы.

"Наши результаты помогают повысить осведомленность об уязвимости плода и ребенка к изменению температуры", — говорит Гуксенс. Результаты также подчеркивают необходимость разработки стратегий общественного здравоохранения для защиты наиболее уязвимых сообществ перед лицом надвигающейся климатической чрезвычайной ситуации.

Исследование опубликовано в Nature Climate Change.