211service.com
Dåliga vibrationer?
Ultraljudsskanningar används rutinmässigt av viktiga medicinska skäl, som att kontrollera ett barns hjärtslag eller identifiera potentiella fosterskador. De används också för triviala syften, som att göra en video av fostret för morföräldrar. Oavsett användning har tekniken, som bygger på högfrekventa ljudvågor, allmänt antagits vara ofarlig. Men en ny studie av neuroforskare vid Yale University visar att långvarig exponering av prenatala möss för ultraljud kan orsaka neurala defekter i det område av hjärnan som ansvarar för komplexa funktioner, inklusive de som är involverade i minne, språkbehandling och medvetande hos människor.
Yale-forskare fann att långa perioder av exponering för ultraljud i livmodern ledde till abnormiteter i hjärnbarken, eller högre hjärna, hos möss. Illustrerad är den experimentella uppsättningen som används för att exponera gravida möss för ultraljud. (Med tillstånd: PNAS/Copyright 2006 National Academy of Sciences)
Forskare säger att även om studien inte ska skrämma bort gravida kvinnor från sonografiutnämningar, ger den en viktig påminnelse om att ultraljudsskanningar endast bör användas när det är medicinskt nödvändigt. Yale-forskarna genomför nu långsiktiga beteendestudier på möss och rhesus macaque-apor, som representerar en mycket närmare modell av mänsklig graviditet och hjärnans utveckling. De hoppas att dessa ytterligare studier kommer att ge en bättre bedömning av procedurens säkerhet.
Musens ultraljudsstudie, ledd av Pasko Rakic , chef för Kavli Institute of Neuroscience vid Yale, fann specifikt problem i migrationen av neuroner till den utvecklande hjärnbarken. Om felplacerade neuroner lever och misslyckas med att göra de rätta kopplingarna kan de orsaka anfall, försenad språkinlärning eller andra beteendeproblem. Dessa neuroner samarbetar inte ordentligt med neuronerna runt dem eftersom de beter sig som om de var någon annanstans i hjärnan. Problem med neuronmigrering har associerats med fetalt alkoholsyndrom och fosterskador som beror på att gravida kvinnor tar kokain.
För att ta reda på om ultraljud påverkade förmågan hos kortikala neuroner att nå sina rätta destinationer, injicerade Rakics grupp gravida möss med en DNA-märkande molekyl som inkorporeras i kromosomerna hos snabbt delande celler. Injektionen var tidsinställd för att sammanfalla med genereringen av kortikala neuroner. Under de kommande tre dagarna, när dessa neuroner är kända för att migrera, exponerades mössen för flera ultraljudssessioner på totalt från fem till 420 minuter. Tio dagar efter deras födelse dödades mössen och de märkta neuronerna lokaliserades. När prenatala möss utsätts för ultraljud i 30 minuter eller längre, fann Yale-forskarna, att ett litet men betydande antal neuroner misslyckas med att nå de lämpliga positionerna. Eftersom mössen dödades efter tio dagar, vet forskarna inte om de anatomiska avvikelser de observerade skulle ha lett till beteendeskillnader eller anfall.
Forskare har känt till att ultraljudsstrålar kan generera vävnadsskadande värme. Men Rakics studie föreslår en annan möjlig mekanism genom vilken ultraljud kan störa vävnader: skjuvspänning på cellväggar. Vibrationerna kan göra det svårt för migrerande neuroner att hålla sig fast vid guiderna, så kallade gliaaxlar, som hjälper dem att nå rätt destination.
Rakic och andra neuroforskare varnar för att musresultaten inte direkt gäller människor av flera skäl. För det första hade mössen mycket längre exponeringar för ultraljud än vad som rekommenderas för mänskliga prenatala undersökningar, och ljudvågorna riktades direkt mot deras hjärnor. Prenatala ultraljudsundersökningar kan pågå i cirka 30 minuter, men under den tiden undersöks hela fostret, liksom fostervattnet och moderns livmoderhals. På ett jämförbart utvecklingsstadium, säger Verne hålighet , chef för pediatrisk neurologi vid Massachusetts General Hospital, den mänskliga hjärnan är cirka 1 000 gånger större än mushjärnan; jämfört med musen skannar ultraljudsstrålen bara en liten del av den mänskliga hjärnan på en gång. Inget område av den mänskliga hjärnan utsätts för ultraljud i mer än en minut under en vanlig prenatal undersökning, säger Caviness.
Men Rakics studie är fortfarande mycket viktig, säger Caviness, eftersom den påminner oss om att ultraljud, som har använts säkert och rutinmässigt, inte ska hanteras trivialt. Att ha toppmodern utrustning som exakt kan rapportera energinivåerna för ljudstrålarna den genererar är avgörande, säger Caviness.
John Newnham, chef för Skolan för kvinnors och spädbarns hälsa och professor i obstetrik och gynekologi vid University of Western Australia, säger att den största faran för kvinnor och ofödda barn från ultraljud kommer från otillräckligt utbildade utövare. Det måste ägnas stor uppmärksamhet åt utbildning, ackreditering och fortlöpande utbildning av sonografer, säger Newnham.
Eftersom migrationsproblem hos möss som exponerades för ultraljud var sällsynta krävde Rakics studie 335 djur för att visa effekten. Hans studie på rhesusapor, som finansieras av National Institutes of Health, kan ta många år att påvisa samma effekt – om den förekommer hos primater. En rhesus makakgraviditet varar i sex och en halv månad. Djuren kommer att hållas vid liv under några år och undersökas av beteendespecialister för bland annat deras kognitiva förmågor och anknytning till sina mammor.
Rakic säger att DNA-etiketterna på apans nerver kommer att hålla i flera år, vilket gör att hans grupp kan lokalisera kortikala neuroner. Eftersom dessa studier kräver sådan märkning kan de inte göras på människor. Men aporna ger en bättre modell för mänsklig utveckling än möss: deras nervceller migrerar i 60 dagar, sex gånger längre än möss. Mänskliga neuroner kan migrera från den första trimestern till den 24:e veckan.
Om dessa förändringar ses hos apor, kommer det att vara något att ta på allvar, säger Dale purves , chef för Center for Cognitive Neuroscience vid Duke University. Samtidigt, säger han, bör gravida kvinnor inte vara oroliga, även om de bör undvika onödiga ultraljudsundersökningar.