Avancerad hjärnavbildning visar hur exponering i livmodern för organofosfater förändrar hjärnaktiviteten hos tonåringar, visar en ny studie.

Organofosfater är en av de mest använda klasserna av bekämpningsmedel i USA, trots att det finns bevis som kopplar prenatal exponering för kemikalierna till sämre kognitions- och beteendeproblem hos barn.

Som rapporterats i Proceedings of the National Academy of Sciences, forskare använde funktionell nära-infraröd avbildning (fNIRS) för att övervaka blodflödet i hjärnan hos tonåringar 95 födda och uppvuxna i Kaliforniens Salinas Valley, där jordbrukssprutning av bekämpningsmedel är vanligt.

Jämfört med sina kamrater, visade tonåringar högre nivåer av prenatal exponering för organofosfater förändrad hjärnaktivitet medan de utför uppgifter som kräver verkställande kontroll, finner studien.

"Dessa resultat är övertygande, eftersom de stöder det vi har sett med vår neuropsykologiska test, vilket är att organofosfater påverkar hjärnan," säger huvudförfattaren Sharon Sagiv, docent i epidemiologi vid University of California, Berkeley.

Tonåringarna ingick i Center for the Health Assessment of Mothers and Children of Salinas (CHAMACOS), en longitudinell studie som undersöker effekterna av pesticider och andra miljögifter på barndomsutveckling. Undersökare inledde studien för mer än 20 år sedan. Studien har tidigare tryckt på exponering för födelse av organofosfat med uppmärksamhetsproblem och lägre IQ hos barn.

För den aktuella studien använde forskarna fNIRS för att mäta hjärnaktivering medan tonåren åldrar 15 till 17 engagerade sig i en mängd olika uppgifter som kräver verkställande funktioner, uppmärksamhet, social kognition och språkförståelse.

FNIRS-tekniken använder infrarött ljus för att övervaka blodflödet i hjärnans yttre regioner, eller cortex. Det ger liknande information som funktionell magnetisk resonansavbildning (fMRI), men kräver endast ett litet lock av infraröda ljuskällor, snarare än ett massivt MRI-rör, vilket gör det till ett mer prisvärt och bärbart val för forskningsstudier.

Forskarna använde också data från California Pesticide Use Reporting-programmet, som dokumenterar när och var jordbruksbekämpningsmedel sprayas, för att uppskatta deras bostadsmässighet till organofosfatapplikation under graviditet.

De fann att tonåringar med högre prenatal organofosfatexponering hade mindre blodflöde till frontala cortex när de arbetade med uppgifter som testar kognitiv flexibilitet och visuellt arbetsminne, och att de hade mer blodflöde till parietal och temporala lobar under tester av språkligt arbetsminne.

"Med fNIRS och annan neuroimaging ser vi mer direkt den potentiella påverkan av exponering av organofosfat på hjärnan, och det kan vara mer känsligt för neurologiskt underskott än kognitiv testning," säger seniorförfattaren Brenda Eskenazi, professor vid UC Berkeleys Graduate School.

Forskare vet lite om förhållandet mellan exponering för bekämpningsmedel och hjärnan, så det är inte klart varför exponering av organofosfat är förknippad med lägre hjärnaktivitet för vissa uppgifter och högre hjärnaktivitet för andra.

Men forskare har observerat liknande mönster andra tillstånd som påverkar hjärnan, inklusive typ 1-diabetes, Parkinsons och Alzheimers, säger medförfattare Allan L. Reiss, professor i psykiatri och beteendevetenskap och professor i radiologi vid Stanford University.

"Hjärnan har en anmärkningsvärd förmåga att använda kompensationsmekanismer för att motverka långvariga förolämpningar," säger Reiss. "Högre aktivering kan representera rekrytering och utnyttjande av extra neurala resurser för att hantera funktionell ineffektivitet relaterad till en långvarig förolämpning, och lägre aktivering kan då vara relaterad till eventuellt misslyckande med att rekrytera dessa resurser efter fortsatt exponering eller sjukdom som utmattar hjärnans förmåga att få kompensationssvar online. ”

I framtiden planerar teamet att upprepa hjärnavbildningsförsöken på mer än 500 andra deltagare i CHAMACOS-studien för att testa om föreningarna håller.

Ytterligare coauthors är från UC Berkeley och Stanford. De nationella instituten för hälsa; den amerikanska miljöskyddsbyrån; Stanford Maternal and Child Health Institute; och en gåva från Albert Yu och Mary Bechmann Foundation stödde arbetet.

Källa: UC Berkeley

Relaterade böcker:

Kroppen håller poängen: Hjärnans själ och kropp i läkningen av trauma

av Bessel van der Kolk

Den här boken utforskar sambanden mellan trauma och fysisk och mental hälsa, och erbjuder insikter och strategier för läkning och återhämtning.

Klicka för mer info eller för att beställa

Breath: The New Science of a Lost Art

av James Nestor

Den här boken utforskar vetenskapen och praktiken av andning, och erbjuder insikter och tekniker för att förbättra fysisk och mental hälsa.

Klicka för mer info eller för att beställa

Växtparadoxen: de dolda farorna i "hälsosam" mat som orsakar sjukdomar och viktökning

av Steven R. Gundry

Den här boken utforskar kopplingarna mellan kost, hälsa och sjukdomar, och erbjuder insikter och strategier för att förbättra övergripande hälsa och välbefinnande.

Klicka för mer info eller för att beställa

Immunitetskoden: Det nya paradigmet för verklig hälsa och radikal anti-aging

av Joel Greene

Den här boken erbjuder ett nytt perspektiv på hälsa och immunitet, som bygger på principer för epigenetik och erbjuder insikter och strategier för att optimera hälsa och åldrande.

Klicka för mer info eller för att beställa

Den kompletta guiden till fasta: läka din kropp genom intermittent, varannan dag och förlängd fasta

av Dr Jason Fung och Jimmy Moore

Den här boken utforskar vetenskapen och praktiken av fasta och erbjuder insikter och strategier för att förbättra övergripande hälsa och välbefinnande.

Klicka för mer info eller för att beställa