Aivojen kehityksen sukupuolierot korrelaatio psykiatristen häiriöiden kirjoon

Transkriptio

1 Kirsi Kettunen, Nina Lindberg, Anu Castaneda, Annamari Tuulio-Henriksson ja Taina Autti KATSAUS Aivojen kehityksen sukupuolierot korrelaatio psykiatristen häiriöiden kirjoon Nuoruuden kehitys alkaa fyysisestä puberteetista ja ajoittuu ikävuosiin Aivojen rakenteessa tapahtuu nuoruusiässä merkittäviä muutoksia. Tyttöjen ja poikien aivojen rakenne kypsyy eri alueilla hyvin eri tahtiin. Elämän ensimmäinen vuosikymmen on tiedonkäsittelytoimintojen kehittymisen kannalta sikiökauden jälkeen tärkein kehitysvaihe, mutta kognitiiviset toiminnot kehittyvät oleellisesti vielä toisellakin vuosikymmenellä. Sukupuolten välisiä eroja on havaittu jo varhaisnuoruusikäisillä. Käytös- ja päihdehäiriöt sekä tarkkaavuushäiriö ovat merkitsevästi yleisempiä pojilla, kun taas masennus, ahdistus ja syömishäiriöt ovat yleisempiä tytöillä. Useimmat mielenterveyden häiriöt saavat alkunsa nuoruudessa. Puberteetin alku ja myöhäisnuoruusikä ovat erityisen haavoittuvuuden aikoja psykiatrisen sairastuvuuden kannalta. Nykyaikaisilla kuvantamismenetelmillä pystytään aiempaa luotettavammin havainnollistamaan aivojen rakenteita ja toimintoja. Magneettikuvaus (MK) on tietokonetomografian (TT) ohella tärkein aivojen kuvantamismenetelmä psykiatristen potilaiden kliinisessä diagnostiikassa (Heikman ym. 2004). Se on vaaraton, minkä vuoksi sillä voidaan turvallisesti tutkia myös lapsia ja nuoria (Cascio ym. 2007). Aivojen rakennetta on tutkittu viime vuosina runsaasti magneettikuvien vokseleiden (kolmiulotteisten pikselien) määrään ja tilastolliseen analyysiin perustuvalla tekniikalla (voxel-based morphometry, VBM) (Ashburner ja Friston 2000). Diffuusiotensorikuvantaminen (diffusion tensor imaging, DTI) on uusi menetelmä, joka lisää MK:n diagnostista ja tutkimuksellista arvoa. Se perustuu vesimolekyylien satunnaisen liikkeen havaitsemiseen MK:n keinoin ja ilmiön hyödyntämiseen magneettikuvien laskennallisessa jälkikäsittelyssä (Hiltunen ym. 2007). DTI:n avulla voidaan tutkia yksityiskohtaisesti valkean aineen rakennetta elävissä ihmisaivoissa, havaita hermosolujen aksonien vaurioita tai todentaa valkean aineen ratojen uudelleen organisoitumista. Valkean aineen kolmiulotteiseen suuntautuneisuuteen perustuva kontrasti tuottaa tietoa aksonien muodostamista anatomisista ja toiminnallisista yhteyksistä tavalla, jota on vaikeaa toteuttaa millään muulla ei-invasiivisella tekniikalla (Cascio ym. 2007). Aivojen rakenteellinen kypsyminen Aivojen kypsyminen alkaa sikiöaikana, ja vastasyntyneen aivojen koko on jopa neljännes aikuisen aivojen koosta. Suhteessa moniin muihin elimiin aivoissa tapahtuu koon huomattavan kasvun sijasta suuria rakenteellisia ja toiminnallisia muutoksia koko elämänkaaren ajan (Benes ym. 1994, Bartzokis ym. 2001). Ihmisaivojen kehitystä voi luonnehtia sekä rakenteellisesti että toiminnallisesti epälineaariseksi prosessiksi, jossa geenit koodaavat harmaan ja valkean aineen jatkuvaa monimutkaista järjestymistä ja jäsentymistä. Ympäristön vaikutus aivojen kypsymiseen voi olla negatiivinen tai positiivinen, ja voimakkaimmillaan se on kohdussa ja varhaisessa lapsuudessa. Pu Duodecim 2009;125:

2 KATSAUS berteetissa alkavat sukupuolihormonit vaikuttaa aivojen rakenteisiin ja toimintaan. Lapsuudessa ja nuoruudessa aivojen kokonaistilavuudessa sekä harmaan ja valkean aineen määrässä tapahtuu muutoksia (Giedd 2004, Gogtay ym. 2004, Sowell ym. 2004, Durston ja Casey 2006). Hermosolujen runko-osat sijaitsevat aivojen harmaassa aineessa. Sen kokonaistilavuuden kehitys iän mukana noudattaa käänteisen U:n muotoista käyrää (Lenroot ym. 2007) (kuva 1). Ennen puberteettia harmaan aineen kokonaistilavuus lisääntyy, ja puberteetin alkaessa tilavuus alkaa pienentyä. Tilavuuden pienenemistä voi kutsua harmaan aineen kypsymiseksi. Ilmiön mekanismia ei tunneta tarkasti, mutta muutoksen oletetaan johtuvan mm. käyttämättömien hermosolujen ja synaptisten yhteyksien karsiutumisesta, tuki- ja gliasolujen ja verisuonten muutoksista, solujen kutistumisesta (veden määrän vähentyminen) sekä solujen järjestäytymisasteen ja valkean aineen lisääntymisestä. Harmaan aineen kypsyminen on vilkkaimmillaan puberteetista eteenpäin (Paus 2008). Se jatkuu ohimo- ja otsalohkon etuosan alueilla myöhäiseen nuoruusikään ja varhaiseen aikuisuuteen (Gogtay ym. 2004, Sowell ym. 2004), jopa puoliväliin kolmatta vuosikymmentä eli pidemmälle kuin nuoruusikä on totunnaisesti määritelty. Gogtayn tutkimusryhmä on havainnollistanut (kuva 2) aivokuoren harmaan aineen kypsymistä aivoalueittain. Aivojen valkea aine koostuu isoista myelinisoituneista aksonikimpuista, jotka yhdistävät eri aivoalueita toisiinsa. Valkean aineen määrä lisääntyy koko lapsuuden ja nuoruusiän ajan sekä kokonaisuudessaan että aivojen eri osissa (Paus 2008, Wilke ym. 2006, Lenroot ym. 2007) (kuva 3). Aivohermot saavat myeliinivaipan ympärilleen ensimmäisinä, tyypillisesti viidennellä raskauskuukaudella. Myelinisaatio jatkuu viidennelle vuosikymmenelle saakka (Yakovlev ym. 1967, Benes ym. 1994). A B C D Kuva 1. Aivojen kokonaistilavuuden (A), harmaan aineen kokonaistilavuuden (B), valkean aineen kokonaistilavuuden (C) ja sivuaivokammioiden tilavuuden (D) keskiarvot iän funktiona tytöillä (punaiset viivat) ja pojilla (siniset viivat). 95 %:n luottamusväli on merkitty katkoviivoilla. Vaaka-akselilla ikävuodet ja pystyakselilla tilavuus (cm3). Kuva perustuu Lenrootin ym. (2007) tutkimukseen. K. Kettunen ym.

3 Aivojen ohimo- ja otsalohkoissa myelinisaatio jatkuu pisimpään, ja valkean aineen tilavuus on suurimmillaan keski-iässä (Bartzokis ym. 2001). Tärkeimmät sukupuolierot rakenteellisessa kypsymisessä Aivojen rakenteellisen kypsymisen muutokset nuoruusiässä tapahtuvat tytöillä ja pojilla eri aikaan ja erilaisella nopeudella aivojen eri osissa. Poikien aivojen kokonaistilavuus on noin 10 % suurempi kuin tytöillä. Tytöillä aivot kehittyvät suurimpaan kokonaistilavuuteensa keskimäärin vuoden iässä ja pojilla vuotiaana. Harmaan ja valkean aineen suhteelliset tilavuudet muuttuvat pitkään tämän jälkeen. Tytöillä harmaan aineen kokonaistilavuus on suurimmillaan keskimäärin 8,5 vuoden iässä, 2 4 vuotta ennen poikia (Lenroot ym. 2007) (kuva 1). Aivokuoren lohkojen harmaan aineen tilavuudet ovat suurimmillaan eri aikaan tytöillä ja pojilla (Lenroot ym. 2007). Otsalohkon harmaan aineen tilavuus on suurimmillaan tytöillä noin 11 vuoden iässä ja pojilla 12-vuotiaana, kun taas ohimolohkon harmaan aineen tilavuus on tytöillä suurimmillaan 16,7-vuotiaina ja pojilla 16,2-vuotiaana (Giedd 2004, Gogtay ym. 2004, Sowell ym. 2004). Monet aivojen syvien osien parilliset harmaan aineen alueet (tyvitumakkeet) ovat yhteydessä mielialaan sekä tunteisiin ja tunteiden säätelyyn (TAULUKKO), ja niiden kehityksessä on eroja tyttöjen ja poikien välillä. Nucleus caudatuksen (häntätumakkeen) ja gyrus cingulin (pihtipoimun) tilavuus on tytöillä suhteellisesti suurempi kuin pojilla, ja pojilla puolestaan globus pallidus (linssitumakkeen osa), ohimolohkon takaosan alueet ja insula (aivosaari) ovat suhteellisesti tilavuudeltaan suuremmat kuin tytöillä. 5 Ikä (v) 20 Harmaa aine 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 Kuva 2. Aivokuoren harmaan aineen kypsyminen ikävuosien 5 20 välillä katsottuna oikealta sivulta (nuolen yläpuolella) ja aivojen päältä (nuolen alapuolella). Sininen väri kuvaa ohuinta ja järjestyneintä harmaata ainetta. Kuva perustuu Gogtayn ym. (2004) tutkimukseen, jossa kolmeatoista tervettä lasta ja nuorta on kuvattu kahden vuoden välein magneettikuvauksella 8 10 vuoden ajan Aivojen kehityksen sukupuolierot korrelaatio psykiatristen häiriöiden kirjoon

4 KATSAUS Amygdalan eli mantelitumakkeen tilavuus kasvaa nuoruusiällä pojilla suhteellisesti enemmän kuin tytöillä. Tytöillä vastaavasti hippokampuksen tilavuus kasvaa suhteellisesti enemmän kuin pojilla. Amygdalassa on suhteellisesti enemmän testosteronireseptoreita ja hippokampuksessa estrogeenireseptoreita (Durston ja Casey 2006, Wilke ym. 2006). Valkean aineen kokonaistilavuus kasvaa kummallakin sukupuolella pitkään mutta nuoruusiässä pojilla nopeammin (Wilke ym. 2006, Lenroot ym. 2007) (kuva 3). Tyttöjen ja poikien eri aivoalueita yhdistävissä rakenteissa on havaittu aivoaluekohtaisia eroja ja lisäksi eroja valkean aineen hienorakenteessa (Schmithorst ym. 2008). Pojilla valkean aineen hermosäikeiden organisoitumisaste (valkean aineen tiivistyminen) lisääntyy erityisesti otsa- ja ohimolohkoissa, ja tytöillä vastaavaa kehitystä tapahtuu erityisesti aivokurkiaisen takaosassa (splenium). Tytöillä hermosäikeiden lukumäärä otsa- ja ohimolohkojen valkeassa aineessa lisääntyy iän mukana enemmän kuin pojilla, mutta säikeiden organisoitumisaste lisääntyy tytöillä eniten aivojen oikealla puolella ja pojilla vasemmalla puolella (Schmithorst 2008) vuotiaiden poikien valkeassa aineessa on lukumäärältään vähemmän hermosäikeitä kuin tytöillä, mutta ne ovat paksummin myelinisoituneita ja tiiviimpiä. Kognitiivisten toimintojen kehitys nuoruusiässä Kuva 3. Diffuusiotensorikuva valkean aineen lisääntymisestä 5 18-vuotiailla. Vihreä: valkea aine lisääntyy tytöillä. Punainen ja keltainen: valkea aine lisääntyy pojilla. Sekä tytöillä että pojilla valkea aine lisääntyy nuoruusiässä, pojilla nopeam min. Valkean aineen lisääntyminen voi muuttaa myös harmaan aineen suhteellisia tilavuuksia. Uudelleenjulkaistu Springer Science+Business Median luvalla artikkelista: Wilke M, ym. Global and local development of gray and white matter volume in normal children and adolescents. Exp Brain Res 2007;178: (figure 9) Elämän ensimmäinen vuosikymmen on aivojen kypsymisen ja kognitiivisten eli tiedonkäsittelytoimintojen kehittymisen kannalta sikiökauden jälkeen tärkein kehitysvaihe, mutta aivot kehittyvät oleellisesti vielä toisellakin vuosikymmenellä. Kahteentoista ikävuoteen mennessä useat frontaaliset toiminnot, kuten suunnittelutaidot ja työmuisti, eivät ole vielä toiminnallisesti kehittyneet nuoruuden tai nuoren aikuisuuden tasolle. Toisen vuosikymmenen tärkeimmät kognitiiviset kehitystehtävät liittyvät tiedonkäsittelyn tehostumiseen: tiedonkäsittelyn kapasiteetti ja nopeus kasvavat, ja ylimääräisen tietoaineksen karsiminen tehostuu (Kuhn 2006). Myös kyky ottaa huomioon ajan kulku oman toiminnan ohjaamiseksi paranee (Ernst ja Mueller 2008). Prosessointinopeuden kehittyminen vaikuttaa myös muihin kognitiivisiin toimintoihin, kuten työmuistin tehokkuuteen ja oppimiseen (Salthouse 2000). Oppimiskyky kehittyy lapsuudesta nuoruuteen ja nuoreen aikuisuuteen siirryttäessä. Nuoret pystyvät lapsia paremmin ohjaamaan oppimistaan ja arvioimaan omaa suoritustaan. Tämä koskee etenkin sellaista oppimista, joka edellyttää paitsi käsitteellisen ajattelun kehittyneisyyttä myös hyvin toimivaa tavoitteisen toiminnan ohjausta. Lunan ym. (2004) tutkimuksen mukaan aikuisen tiedonkäsittelykyvyn tasoinen prosessointi saavutetaan ärsykkeiden karsimisen osalta noin 14-vuotiaana, prosessointinopeudessa noin 15-vuotiaana ja työmuistissa noin 19 vuoden iässä. K. Kettunen ym.

5 Taulukko. Aivojen rakenteita ja tehtäviä. Aivokuori Aivokurkiainen Tyvitumakkeet Väliaivot Limbinen järjestelmä Otsalohko Etuosa: aktiivisen ajattelun ja persoonallisuuden kannalta tärkeitä toimintoja, assosiaatioalue Premotorinen kuori: monimutkaiset liikesarjat Brocan alue: puheen kannalta tärkeät kokonaisuudet (rytmi, sujuvuus, intonaatio) Ohimolohko Primaarinen kuuloalue: Cortin elimestä talamuksen kautta kulkevat radat Wernicken alue: puheen ymmärtäminen Ohimohkon assosiaatioalue Päälakilohko Somatosensorinen aivokuori: ihosta, lihaksista ja jänteistä talamuksen kautta saapuvat tuntoaistimukset Makuaistin primaarinen kuorialue Tertiäärinen assosiaatioalue Takaraivolohko assosiaatioalue Primaarinen näköalue Yhdistää aivopuoliskoja, joilla kummallakin on hieman erilaisia tehtäviä Ekstrapyraalijärjestelmä Liikesarjojen suunnittelu, järjestys, oppiminen, muistaminen Hermotus kaikilta assosiaatioalueilta. Tyvitumakkeiden integraatiokeskus: striatum (aivojuovio) (= nucleus candatus (häntätumake) + nucleus lentiformis + yhdistävät valkean aineen juosteet): käsitelty tieto siirty talamuksen tumakkeisiin Talamus Aivokuoreen talamuksen kautta tuleva informaatio: tyvitumakkeiden, pikkuaivojen ja limbisen järjestelmän kautta tulevan tiedon integrointi ennen siirtoa aivokuoreen otsa- ja päälakilohkon assosiaatioalueelle Anteriorinen tumake: limbisen järjestelmän käsittelemän tiedon siirto gyrus cinguliin (pihtipoimu) Hypotalamus Elimistön homeostaasi Sympaattisen ja parasympaattisen hermoston aktivaatio Seksuaalitoiminnot Keskeinen tunteiden ja motivaation syntymisessä Amygdala Tunteiden prosessointi Seksuaalitoimintojen säätely Ehdollistuminen Aggressio Hippokampus Muisti Luciana ym. (2005) tutkivat näönvaraisen työmuistin ja toiminnanohjauksen kehittymistä yhdeksän ja 20 ikävuoden välillä. Tulosten mukaan lyhytkestoisen näönvaraisen muistin toiminta saavuttaa huippunsa jo vuoden iässä mutta monimutkaisempi näönvarainen työmuisti jatkaa kehittymistään vielä vuotiaaksi. Näön- ja kuulonvaraiset toiminnanohjauskomponenttia vaativat työmuistitoiminnot kehittyvät vielä oleellisesti nuoruusiässä. Sukupuolierot kognitiivisten toimintojen kehityksessä Sukupuolten välisiä eroja kognitiivisissa toiminnoissa on tutkittu paljon aikuisilla. Miehet suoriutuvat yleensä naisia paremmin testeissä, jotka mittaavat matemaattista päättelyä (Geary ym. 2000) ja avaruudellista hahmottamista. Naisten on puolestaan todettu suoriutuvan miehiä paremmin kielellisissä päättely- ja muistitoiminnoissa, kasvojen ja tunnetilojen tunnistamisessa ja muissa sosiaalisen kognition toiminnoissa sekä prosessointinopeudessa (Keith ym. 2008). Päättelytoiminnoissa on havaittu eroja sukupuolten välillä jo ennen kouluikää (Arden ja Plomin 2006) ja myös vuotiailla. Tytöt suoriutuvat poikia paremmin kielellistä päättelyä vaativissa tehtävissä. Pojat puolestaan pärjäävät paremmin ei-kielellisessä ja numeerisessa päättelyssä. Lisäksi on havaittu, että vuotiaiden tyttöjen ja poikien suoriutuminen kognitiivisissa tehtävissä jakautuu eri tavalla (Lohman ja Lakin 2009). Poikien tulokset saattavat sijoittua enemmän ääripäihin, kun taas tyttöjen tulokset keskittyvät tiiviim Aivojen kehityksen sukupuolierot korrelaatio psykiatristen häiriöiden kirjoon

6 KATSAUS YDINASIAT 88Aivojen magneettikuvaus on turvallinen menetelmä lasten ja nuorten aivojen rakenteiden tutkimuksessa. 88Aivojen kehitys ja rakenteet ovat tytöillä ja pojilla erilaiset. 88Nuoruusiässä sukupuolihormonit muovaavat aivoja. 88Mielenterveyden häiriöiden sukupuolijakaumat ilmaantuvat nuoruusiässä. 88Magneettikuvaus on osoittanut muutoksia mielenterveyden häiriöistä kärsivien nuorten aivojen rakenteissa. murrosiän alku ja myöhäisnuoruusikä ovat erityisen haavoittuvuuden aikoja psykiatrisen sairastuvuuden kannalta. Mielenterveyden häiriöiden esiintyvyys on nuoruusiässä lapsuuteen verrattuna noin kaksinkertainen ja myöhäisnuoruusiässä suunnilleen yhtä suuri kuin aikuisuudessa (Marttunen ja Kaltiala- Heino 2007). Epidemiologisten tutkimusten mukaan % nuorista kärsii jostakin mielenterveyden häiriöstä ennen aikuisikää (Haarasilta ym. 2001). Yleisimpiä nuorten mielenterveysongelmia ovat masennustilat sekä ahdistuneisuus-, käytös- ja päihdehäiriöt. Skitsofrenian esiintyvyys väestössä on noin 1 %, ja melkein 60 % tapauksista puhkeaa ennen 25 vuoden ikää (Laukkanen 2006) min keskiarvosuoriutumisen ympärille. Eroja ja yhtäläisyyksiä voikin olla parempi tarkastella jakaumia tutkimalla kuin keskiarvoerojen pohjalta. Tutkittaessa vuotiaita poi kien on havaittu suoriutuvan tyttöjä paremmin ei-kielellistä päättelyä vaativassa tehtävässä. Nämä erot sukupuolten välillä eivät ole suuria mutta tulevat tilastollisesti selvästi esiin, kun tutkimusten otoskokoja kasvatetaan. Nuorten mielenterveyshäiriöt Nuoruusiän kehityksessä esiintyy suuria yksilöllisiä vaihteluita: murrosikä voi alkaa hyvin eri kohdassa kronobiologista ikää, ja psykologinen kehitys saattaa olla hidasta tai nopeaa. Samoin kuin aivojen kehityksessä hermoston tasolla tapahtuu sekä progressiivisia että regres siivisiä ilmiöitä, nuoruusiän normaaliin kehitykseen kuuluu sekä taantumista että edistymistä tunne-elämän ja käyttäytymisen alueil la (Aalberg ja Siimes, 2007). Useimmat psykiatriset häiriöt saavat alkunsa joko lapsuudessa tai nuoruudessa (Kessler ym. 2005). Olipa syynä sitten biologinen haavoittuvuus tai lisääntynyt ympäristön aiheuttama stressi tai mikä todennäköisempää molempien yhteisvaikutus, joka tapauksessa Tytöille ja pojille ominaiset mielenterveyden häiriöt Nuorten mielenterveyshäiriöiden sukupuolieroja on alettu tutkia vasta aivan viime aikoina (Hankin ym. 1998, Zahn-Waxler ym. 2008). Niiden tutkiminen luo uusia mahdollisuuksia hahmottaa erilaisten käyttäytymishäiriöiden ja tunne-elämän ongelmien monimutkaista etiologiaa. Nuorten mielenterveyshäiriöt voidaan jakaa ulospäin suuntautuviin (eksternalisoiviin) ja sisäänpäin suuntautuviin (internalisoiviin). Ensin mainitut tarkkaavuushäiriö, päihteiden ongelmakäyttö, käytöshäiriöt ovat merkitsevästi yleisempiä pojilla, kun taas sisäänpäin suuntautuvat häiriöt masennus, ahdistus ja syömishäiriöt ovat yleisempiä tytöillä. Sukupuoliero vakavan masennuksen esiintyvyydessä tulee näkyviin keskinuoruusiässä: 15-vuotiaista masentuneista suurempi osa on tyttöjä (Hankin ym. 1998). Sekä aivojen kehityksen viivästyminen että liian varhainen kehitys muodostavat riskitekijän psyykkiselle oireilulle. Hyvin aikaisin puberteettiin tulevat tytöt ovat suurimmassa vaarassa sairastua mm. anoreksiaan. Etuaivokuoren ja ohimolohkon nopeamman ja aikaisemman kypsymisen seurauksena tytöt saattavat olla poikia taipuvaisempia pohtimaan ja märehtimään pulmia ja tunteita. Lisäksi tyttöjen aivojen aikaisempi kypsyminen voi vaikuttaa niin, että tytöt ovat poikia edellä kas- K. Kettunen ym.

7 vojen ja tunnetilojen vihjeiden tunnistamisessa ja muissa sosiaalisen kognition toiminnoissa (Zahn-Waxler ym. 2008). Epäsuotuisissa oloissa tytöt olisivat siten poikia haavoittuvampia internalisoiville oireille (masennus, ahdistuneisuus, syömishäiriöt) (Yurgelun- Todd ym. 2007). Pojilla samat, myös inhibitiosta ja karsimisesta huolehtivat aivojen osat (mm. otsa- ja ohimolohkojen kuorikerrokset) sekä näiden väliset ratayhteydet eivät ole kehittyneet yhtä aikaisin kuin tytöillä. Niinpä pojat saattavat olla rakenteellisesti tyttöjä alttiimpia impulsiiviselle käytökselle. Pojat voivat arvioida sosiaalisia tilanteita, riskejä, itseään ja ympäristöään kehittymättömämmin kuin tytöt (Zahn-Waxler ym. 2008). Mielenterveyden häiriöt, aivojen kuvantaminen ja sukupuolierot Kuvantaminen lisää jatkuvasti tietoa psykiatristen sairauksien patofysiologiasta. Aivojen kuvantamislöydökset, molekyyligeneettisten havaintojen ja elämäntilannetekijöiden yhdistäminen muodostaa tulevaisuudessa kliinisen psykiatrian neurobiologis-psykologisen pohjan (Heikman ym. 2004). Koska useimmat mielenterveyden häiriöt alkavat nuoruusiässä, tämänikäisten potilaiden kuvantamistutkimukset lisäävät merkittävästi tietoa häiriöiden neurobiologiasta. Psykiatrisista oireista kärsivillä lapsilla ja nuorilla tehtyjen MK-tutkimusten tulokset ovat osin ristiriitaisia. Tätä selittävät muun muassa tutkimusten metodologiset erot sekä sekoittavina tekijöinä eroavaisuudet lääkityksessä, sairauden kestossa ja oheissairastavuudessa sekä edellä mainitut sukupuolierot. Psykiatrisia kuvantamistutkimuksia, joissa tyttöjen ja poikien väliset erot on huomioitu, on toistaiseksi tehty hyvin vähän. Frazier ym. (2008) kuvasivat 54 kaksisuuntaista mielialahäiriötä sairastavaa 6 17-vuotiasta nuorta, 20 skitsofreniapotilasta ja 29 tervettä koehenkilöä. Kuvattavat vakioitiin iän ja sukupuolen mukaan. Skitsofreniaa sairastavilla nuorilla talamus oli molemmin puolin kooltaan merkitsevästi pienempi kuin kaksisuuntaista mielialahäiriötä sairastavilla ja terveillä. Kaksisuuntaisesta mielialahäiriöstä kärsivillä puolestaan nucleus accumbens oli merkitsevästi suurentunut sekä skitsofreniaa sairastaviin että terveisiin nähden. Ilman sukupuolivakiointia hippokampuksen ja amygdalan koot olivat kaikissa ryhmissä samat. Sukupuolivakioinnin jälkeen osoittautui, että skitsofreniaa sairastavilla pojilla amygdala oli aivojen vasemmalla puolella merkitsevästi pienempi kuin kahden muun ryhmän pojilla ja että vasen hippokampus oli kaksisuuntaista mielialahäiriötä sairastavilla tytöillä merkitsevästi pienempi kuin skitsofreniaa sairastavilla tai terveillä tytöillä. De Bellisin ja Keshavan (2003) osoittivat ympäristön vaikuttavan sukupuolten välisen eron lisäksi kehittyvien aivojen rakenteeseen. He vertasivat 61:n kroonisesta traumaperäisestä stressihäiriöstä (PTSD) kärsivän 4 17-vuotiaan (31 poikaa, 30 tyttöä) aivojen magneettikuvia 122 terveen lapsen ja nuoren kuviin (62 poikaa, 60 tyttöä). PTSD:n taustalla oli kaikilla vakavaa kaltoinkohtelua: (seksuaalinen hyväksikäyttö, vakava perheensisäinen väkivalta, pahoinpitely). Sekä tyttö- että poikapotilailla otsalohkon etuosa ja aivokurkiaisen alueen 7 (splenium) suhteellinen tilavuus poikkesivat terveiden verrokeiden vastaavista aivorakenteista. Sukupuolivakioinnin jälkeen havaittiin traumatisoituneiden poikien aivojen rakenteissa enemmän muutoksia: pojilla aivokurkiaisen alueet 1 (rostrum) ja 6 (isthmus) olivat suhteellisesti merkitsevästi pienempiä, aivokammiot suurempia ja aivojen koko suhteellisesti pienempi kuin tytöillä. Lopuksi Vasta modernien kuvantamismenetelmien aikakaudella on ollut mahdollista selvittää terveiden lasten ja nuorten aivojen kehityksen erityispiirteitä. Nämä menetelmät avaavat aiempaa paremmin mahdollisuudet ymmärtää nuorten psykiatristen häiriöiden biologista taustaa. Aivojen kuvantamistutkimukset ja niiden tulosten tulkinta nuoruusiän mielen tervey den häiriöissä on vasta alussa. Kuvantamislöydökset yhdessä nuorisopsykiatrisen, kehityspsykologisen ja kliinisen tutkimuksen kanssa auttavat ymmärtämään 1191 Aivojen kehityksen sukupuolierot korrelaatio psykiatristen häiriöiden kirjoon

8 KATSAUS aiem paa laaja-alaisemmin nuoruusiän kognitiivista, affektiivista ja sosiaalista käyttäytymistä. Koska aikuisiän psykiatrisen sairastavuuden juuret ovat nuoruusiän kehitysvaiheessa, on välttämätöntä oppia tunnistamaan ja ymmärtämään tekijöitä, jotka ovat yhteydessä keskushermoston kehityksen haavoittuvuuteen. KIRSI KETTUNEN, LL, nuorisopsykiatrian ylilääkäri, erikoislääkäri HUS, Hyvinkään sairaanhoitoalue, nuorisopsykiatrian vastuualue Kellokosken sairaala Kellokoski NINA LINDBERG, dosentti, erikoislääkäri, vastuualuejohtaja HYKS, psykiatrian tulosyksikkö, nuorisopsykiatrian vastuualue PL 590, HYKS ANU CASTANEDA, PsM, tutkija ANNAMARI TUULIO-HENRIKSSON, erikoistutkija, dosentti Helsingin yliopisto ja Terveyden ja hyvinvoinnin laitos PL 30, Helsinki TAINA AUTTI, dosentti, radiologian erikoislääkäri, kliininen opettaja Helsingin yliopisto ja HYKS-Röntgen PL 340, HYKS Summary Gender differences in brain development correlation with the spectrum of psychiatric disturbances Maturation of brain structure has a different rhythm in girls and boys. From the viewpoint of cognitive processes, the first decade of life is the most important developmental stage after intrauterine life, cognitive functions will essentially develop also during the second decade. Gender differences have been noted already in early adolescence. Behavioral disturbances and substance abuse problems as well as attention-deficit disorders are more common in boys, whereas depression, anxiety and eating disorders are more common in girls. Regarding psychiatric morbidity, onset of puberty and late adolescence are periods of special vulnerability. Sidonnaisuudet KIRSI KETTUNEN, ANU CASTANEDA, ANNAMARI TUULIO-HENRIKSSON ja TAINA AUTTI: Ei sidonnaisuuksia. NINA LINDBERG: Toiminut asiantuntijatehtävissä BMS:ssa ja osallistunut koulutusmatkoille lääketehtaan (BMS ja Novartis) kustantamana K. Kettunen ym.

9 Kirjallisuutta Aalberg V, Siimes M. Nuorten aivojen kehitys. Kirjassa: Lapsesta aikuiseksi. Jyväskylä: Nemo 2007, s Ashburner J, Friston K. Voxel-based morphometry the method. Neuroimage 2000;11: Arden R, Plomin R. Sex differences in variance of intelligence across childhood. Personality and Individual Differences 2006;41: Bartzokis G, Beckenson M, Lu PH, Nuechterlein KH, Edwards N, Mintz J. Age related changes in frontal and temporal lobe volumes in men: a magnetic resonance imaging study. Arch Gen Psychiatry 2001;58: Benes FM, Turtle M,Khan Y, Farol P. Myelination of a key relay zone in the hippocampal formation occurs in the human brain during childhood, adolescence, and adulthood. Arch Gen Psychiatry 1994;51: Cascio CJ, Gerig G, Piven J. Diffusion tensor imaging: application to the study of the developing brain. J Am Acad Child Adolesc Psychiatry 2007;46: Durston S, Casey BJ. What have we learned about cognitive development from neuroimaging? Neuropsychologia 2006;44: Ernst M, Mueller SC. The adolescent brain: insights from functional neuroimaging research. Dev Neurobiol 2008;68: Geary DC, Saults SJ, Liu F, Hoard MK. Sex differences in spatial cognition, computational fluency, and arithmetical reasoning. J ExpChild Psychol 2000;77: Giedd JN. Structural magnetic resonance imaging of the adolescent brain. Ann N Y Acad Sci 2004;1021: Gogtay N, Giedd JN, Lusk L, ym. Dynamic mapping of human cortical development during childhood through early adulthood. Proc Nat Acad Sci U S A 2004;101: Haarasilta, L, Marttunen M, Kaprio J, Aro H. The 12-month prevalence and characteristics of major depressive episode in a representative nationwade sample of adolescents and young adults. Psychol Med 2001;31: Hankin BL, Abramson LY, Moffit TE, Silva PA, McGee R, Angell KE. Development of depression from preadolescence to young adulthood: emerging gender differences on a 10-year longitudinal study. J Abnorm Psychol 1998;107: Heikman P, Ahonen A, Kauppinen T, Koskela A, Lundbom N, Tuunainen A. Moderni kuvantaminen psykiatriassa. Suom Lääkäril 2004;59: Hiltunen J, Seppä M, Hari R. Diffuusiotensorikuvaus hermoratojen tutkimuksessa. Duodecim 2007;123: Kaltiala-Heino R, Marttunen M. Nuorisopsykiatria. Kirjassa: Lönnqvist J, Heikkinen M, Henriksson M, Marttunen M, Partonen T, toim. Psykiatria. Jyväskylä: Duodecim Keith TZ, Reynolds MR, Patel PG, Ridley KP. Sex differences in latent cognitive abilities ages 6 to 59: evidence from the Woodcock-Johnson III tests of cognitive abilities. Intelligence 2008;36: Kessler R, Berglund P, Demler O, Jin R, Merikangas K, Walters E. Lifetime prevalence and age-of-onset distributions of DSM-IV disorders in the National Comorbidity Survey Replication. Arch Gen Psychiatry 2005;62: Kuhn D. Do cognitive changes accompany developments in the adolescent brain? Perspect Psychol Sci 2006;1: Laukkanen E. Todellisuuden tajun häiriöt. Kirjassa: Laukkanen E, Marttunen M, Miettinen S, Pietikäinen M, toim. Nuorten psyykkisten ongelmien kohtaaminen. Jyväskylä: Duodecim Lenroot R, Gogtay N, Greenstein D, ym. Sexual dimorphism of brain developmental trajectories during childhood and adolescence. Neuroimage 2007;36: Luciana M, Conklin HM, Hooper CJ, Yarger RS. The developmenr of nonverbal working memory and executive control processes in adolescents. Child Development 2005;76: Luna B, Graver KE, Urban TA, Lazar NA, Sweeney JA. Maturation of cognitive processes from late childhood to adulthood. Child Dev 2004;75: Lohman D, Lakin JM. Consistencies in sex differences on the Cognitive Abilities Test across countries, grades, test forms, and cohorts. Br J Educ Psychol 2009 (painossa). Paus T, Keshavan M, Giedd JN. Why do many psychiatric disorders emerge during adolescence? Nature Rev Neurosci 2008;9: Salthouse TA. Aging and measures of processing speed. Biol Psychol 2005;4: Sowell ER, Thompson PM, Toga AW. Mapping changes in the human cortex throughout the span of life. Neuroscientist 2004;10: Wilke M, Holland SK, Krägeloh-Mann I. Global, regional, and local development of gray and white matter volume in normal children. Exp Brain Res 2007;178: Yakovlev PI, Lecours AR, Minkowski A, toim. The myelogenetic cycles of regional maturation of the brain. Regional development of the brain maturation in early life. Boston: Blackwell Scientific Yurgelun-Todd DA, Sava S, Dahlgren MK. Mood disorders. Neuroimag Clin N Am 2007;17: Zahn-Waxler C, Shirtcliff EA, Marceau K. Disorders of childhood and adolescence: gender and psychopathology. Annu Rev Clin Psychol 2008;4: suppl/dc1 1193