Verwendung des 2D:4D-Ziffernverhältnisses als biologischer Marker für spezifische Sprachstörungen | Anales de Pediatría

Einführung

Das 2D:4D-Ziffernverhältnis ist der Quotient zwischen der Länge des Zeigefingers und des Ringfingers und ein indirekter Marker für die Androgenisierung im ersten Trimester der Schwangerschaft. Ein niedriger 2D:4D-Quotient spiegelt die pränatale Exposition gegenüber höheren Testosteronspiegeln wider, was zu einem niedrigen Quotienten bei Jungen und einem hohen Quotienten bei Mädchen führt.1 Mehrere Studien haben einen Zusammenhang zwischen pränatalen Testosteronspiegeln und der Entwicklung der Gehirnhälften gezeigt, indem sie die Reifung der rechten Hemisphäre oder die Beschleunigung des programmierten Zelltods in der linken Hemisphäre bewirken.2 Diese Asymmetrien in der Gehirnstruktur wirken sich auf verschiedene kognitive Funktionen aus, darunter auch auf die Sprache.3 So haben mehrere Studien die wichtige Rolle von Testosteron und anderen pränatalen Hormonen beim Vorhandensein von Geschlechtsdimorphismus in der Entwicklung räumlicher Fähigkeiten4 und der Sprache5 , insbesondere in den Bereichen Wortschatz und Sprachgewandtheit, nachgewiesen.6

Unter Berücksichtigung dieses Zusammenhangs zwischen pränataler Androgenisierung und Sprachentwicklung stellten Geschwind und Galaburda7 die Hypothese auf, dass eine erhöhte pränatale Testosteronexposition mit einer höheren Inzidenz von Sprach- und Lernstörungen bei männlichen im Vergleich zu weiblichen Individuen einhergeht.8 Obwohl mehrere Studien diese Hypothese unterstützen,9,10 widersprechen die Ergebnisse anderer Studien dieser Hypothese, sowohl bei Individuen mit als auch ohne Störungen.7,1113 Darüber hinaus konnten die Studien, die Hinweise auf diesen Zusammenhang gefunden haben, die Richtung des Effekts nicht eindeutig bestimmen, d.h. ob Sprachprobleme mit einem höheren oder niedrigeren 2D:4D-Ziffernverhältnis verbunden sind, weder in der allgemeinen noch in der klinischen Population.14

Die widersprüchlichen Ergebnisse früherer Studien machen es erforderlich, den Zusammenhang zwischen dem Grad der Androgenisierung und verschiedenen Sprachproblemen sowie die Rolle der nonverbalen Intelligenz bei diesem Zusammenhang weiter zu untersuchen. In diesem Sinne wäre es von entscheidender Bedeutung, dieses Verhältnis im Zusammenhang mit spezifischer Sprachbehinderung (SLI) zu untersuchen, da die betroffenen Personen Sprachprobleme haben, ohne dass andere Entwicklungsstörungen vorliegen.15 Darüber hinaus sind uns keine Studien zu diesem Thema bei Personen mit SLI bekannt, und die Feststellung eines Zusammenhangs zwischen dem 2D:4D-Verhältnis und SLI würde einen nützlichen biologischen Marker darstellen, der zur frühzeitigen Diagnose und Behandlung von SLI beitragen würde.

Kinder mit SLI haben Sprachschwierigkeiten in Abwesenheit der Ursachen, die diese Probleme normalerweise erklären, wie z. B. geistige Behinderung, Hirnschäden, Hörprobleme oder sozioemotionale Probleme.15 Ihre Sprache ist hauptsächlich durch Beeinträchtigungen der Morphologie und der Syntax gekennzeichnet, obwohl sie auch Probleme mit dem Ausdruckswortschatz und dem Sprechen haben können.16 Neuroimaging-Studien an Personen mit SLI haben eine Abweichung vom normalen Muster der volumetrischen Asymmetrie der Gehirnhälften17 gezeigt, die durch pränatale Exposition gegenüber hohen Testosteronspiegeln erklärt werden könnte.3,18,19

Außerdem wurde in mehreren Studien ein Zusammenhang zwischen SLI und verschiedenen Verhaltensstörungen festgestellt,20-22 und es ist bekannt, dass pränatale Androgenisierung aggressives Verhalten bei jeder Spezies erhöht, bei der dieser Zusammenhang untersucht wurde, einschließlich Primaten.23 Somit könnte bei Kindern mit SLI eine erhöhte pränatale Exposition sowohl die Sprachbeeinträchtigung als auch die Verhaltensprobleme erklären, die sich aus der Zunahme der Aggression ergeben würden.

Mit dem letztendlichen Ziel, einen biologischen Marker für SLI zu identifizieren und mit der Hypothese, dass es eine Korrelation zwischen dem 2D:4D Ziffernverhältnis und der Sprachentwicklung und dem adaptiven Verhalten gibt, führten wir eine Studie mit folgenden Zielen durch: a) Vergleich des 2D:4D Ziffernverhältnisses bei Kindern mit SLI im Vergleich zu Kindern mit normaler Sprachentwicklung, b) Beschreibung der Verhaltensprobleme, die mit dem Vorhandensein einer Sprachbeeinträchtigung verbunden sind, und c) Analyse der Korrelation zwischen dem 2D:4D Ziffernverhältnis und aggressiven Verhaltensweisen bei Kindern mit SLI.

Teilnehmer und MethodenTeilnehmer

Die Stichprobe bestand aus 33 Teilnehmern, allesamt Jungen im Alter von 5-8 Jahren, aufgeteilt in 2 Gruppen. Die Fallgruppe umfasste zunächst 17 Jungen mit SLI (spezifische Sprachbeeinträchtigung oder Sprachstörung gemäß den DSM-5-Kriterien), von denen jedoch zwei im Nachhinein ausgeschlossen werden mussten, einer aufgrund des Vorhandenseins epileptiformer Entladungen in einem anschließenden Elektroenzephalogramm und der andere, weil er im Raven’s Test eine Punktzahl von 13 erreichte, da dies eines der Ausschlusskriterien für die Diagnose von SLI ist. Das Durchschnittsalter der Fälle betrug 6,19 Jahre. Alle waren zweisprachig (Katalanisch und Spanisch) und wohnten auf Mallorca (Balearen). Die Kontrollgruppe bestand aus 16 Jungen, die auf derselben Insel wohnten, ebenfalls zweisprachig waren, ein ähnliches sozioökonomisches Niveau aufwiesen und einen ähnlichen Body-Mass-Index hatten. Das Durchschnittsalter der Kontrollgruppe betrug 6,69 Jahre.

Um zu überprüfen, ob die diagnostischen Kriterien für SLI erfüllt sind, haben wir alle Kinder der Stichprobe mit dem Clinical Evaluation of Language Fundamentals-4, Spanish Edition (CELF-4)24 und die nonverbale Intelligenz mit dem Raven Coloured Progressive Matrices Test bewertet.25 Was das Gehör betrifft, so hatten alle Fälle eine überprüfte Hörschwelle von weniger als 30 dB und normale Ergebnisse im Neugeborenen-Hörscreening (otoakustischer Emissionstest). Darüber hinaus hatten 23 von ihnen gute Ergebnisse im Screening-Test, der vom Bildungsministerium im Alter von 6 Jahren durchgeführt wurde, und die anderen 8 hatten sich einer ärztlichen Untersuchung unterzogen, die keine Anzeichen für einen Hörverlust ergab. Keiner der Teilnehmer hatte von der Abteilung für Kinderneurologie die Diagnose einer genetischen Störung mit oder ohne endokrinologische Beteiligung erhalten.

Wir haben den Body-Mass-Index, das Alter und den intellektuellen Quotienten als potenzielle Störvariablen untersucht und bei keiner dieser Variablen signifikante Unterschiede zwischen den beiden Gruppen festgestellt. Tabelle 1 zeigt die allgemeinen Merkmale der Kinder in der Stichprobe.

Vor Beginn der Studie holten wir die informierte Zustimmung der Eltern jedes Kindes für ihre Teilnahme ein. Das Forschungsprotokoll wurde von der Ethikkommission der Autonomen Gemeinschaft der Balearen (CEI-IB) unter dem Aktenzeichen IB 2568/15 PI genehmigt.

Materialien

Wir bewerteten die Sprache mit Hilfe der Sprachsubtests des CELF-4: Konzepte und Befolgen von Anweisungen, Wortstruktur, Erinnern von Sätzen und formulierte Sätze.

Zur Beurteilung der Aggression verwendeten wir die spanische Version27 des Behaviour Assessment System for Children (BASC).26 Dieser multidimensionale Test misst verschiedene Aspekte des Verhaltens und der Persönlichkeit. In unserer Studie verwendeten wir die BASC P1- oder BASC P2-Skala (Fragebögen für die Eltern) je nach Alter des Teilnehmers (P1 für Teilnehmer unter 6 Jahren und P2 für Teilnehmer über 6 Jahren), mit denen maladaptive Verhaltensweisen (klinische Skalen: Aggression, Hyperaktivität, Verhaltensprobleme, Aufmerksamkeitsprobleme, Lernprobleme, Atypizität, Depression, Angst, Rückzug und Somatisierung) und positive Verhaltensweisen (adaptive Skalen: Anpassungsfähigkeit, soziale Fähigkeiten, Führungsqualitäten und Lernfähigkeiten) gemessen werden. Der Test ermöglicht die Auswertung von 5 zusammengesetzten Maßen: externalisierende Probleme, internalisierende Probleme, Schulprobleme, Anpassungsfähigkeit und ein Index der Verhaltenssymptome.

Für die Berechnung des Verhältnisses von 2D- zu 4D-Ziffern wurden die Hände der Teilnehmer mit einem HP LaserJet Pro MFP M125nw-Scanner bei einer Auflösung von 200 dpi gescannt.

Verfahren

Eine zugelassene Logopädin führte alle Auswertungen durch. Der CELF-4 und der Raven-Test wurden gemäß den jeweiligen Handbüchern ausgewertet, und die Rohwerte wurden in Perzentile umgerechnet. Die BASC-Skalen P1 und P2 wurden mit dem von TEA Ediciones bereitgestellten webbasierten Tool bewertet. Mit diesem Tool wurden auch die Reliabilitäts-, Validitäts- und Konsistenzindizes für die BASC-Skala für jeden Teilnehmer berechnet, und nur die Antworten, die den festgelegten Qualitätsstandards entsprachen, wurden in die Analyse einbezogen.

Für die Messung der Finger aller Teilnehmer wurde derselbe Scanner verwendet, und jede Hand wurde zweimal gescannt, wobei immer dasselbe Raster in einer der Ecken des Scannerbetts verwendet wurde, um sicherzustellen, dass bei jeder Messung dieselbe Skala verwendet wurde. Jedes Kind wurde gebeten, die Handflächen beider Hände bei vollständig gestreckten und gespreizten Fingern gegen das Glas des Scannerbettes zu drücken, um ein scharfes Bild der Grenzen jedes Fingergliedes zu erhalten. Nachdem das gescannte Bild erhalten und im jpg-Format gespeichert worden war, wurde es in Adobe Photoshop geöffnet, um die Länge des zweiten und vierten Fingers jeder Hand vom Mittelpunkt der unteren Fingerfalte bis zum Mittelpunkt der distalen Spitze zu messen. Zwei Personen maßen unabhängig voneinander jeden Finger jeder Hand (der Erstautor des Artikels und eine nicht an der Studie beteiligte Person, die mit der Software vertraut war), und wir berechneten den Mittelwert der beiden Messungen für jeden Finger. Anhand dieser Mittelwerte berechneten wir das Verhältnis der Länge des Zeigefingers (2D) und des Ringfingers (4D) an jeder Hand.

Anhand dieser Werte berechneten wir den Mittelwert und die Standardabweichung für jede Gruppe für jede der Messungen. Bei der vergleichenden Analyse wurde die Normalität mit dem Shapiro-Wilk-Test geprüft und der Student t-Test zum Vergleich von Variablen mit Normalverteilung und der Wilcoxon-Test für andere Fälle verwendet. Mit dem Pearson-Korrelationskoeffizienten wurde der Zusammenhang zwischen dem 2D:4D-Ziffernverhältnis und verschiedenen Verhaltensvariablen analysiert. Wir definierten statistische Signifikanz als einen p-Wert von weniger als 0,05 in jedem der Tests.

ErgebnisseBiologische Variablen

Abbildung 1 zeigt die für beide Hände berechneten 2D:4D Ziffernverhältnisse. Wir fanden signifikant höhere Werte für die rechte Hand in der Gruppe der Jungen mit SLI.

Abbildung 1.

2D:4D Zahlenverhältnis. Die Balken stellen den Mittelwert und die Fehlerbalken die Standardabweichung dar.

(0.06MB).

Nur 3 Jungen in der Kontrollgruppe und 1 in der SLI-Gruppe waren Linkshänder. Wir fanden keine statistisch signifikanten Unterschiede im 2D:4D-Ziffernverhältnis für beide Hände zwischen linkshändigen und rechtshändigen Jungen, noch fanden wir statistisch signifikante Unterschiede im 2D:4D-Ziffernverhältnis für beide Hände zwischen der SLI- und der Kontrollgruppe, wenn wir nur die linkshändigen Jungen oder nur die rechtshändigen Jungen betrachteten.

Verhaltensvariablen

Wir fanden statistisch signifikante Unterschiede in den BASC-Skalen, die Aufmerksamkeitsprobleme, Somatisierung, soziale Fähigkeiten und Führungsqualitäten beurteilten, und keine Unterschiede in den übrigen Skalen (Abb. 2). Bei den zusammengesetzten Skalen (Abb. 3) fanden wir nur statistisch signifikante Unterschiede in den Skalen für Verinnerlichungsprobleme und adaptive Fähigkeiten.

Abbildung 2.

Ergebnisse für die Primärskalen der BASC-Elternbewertungsskalen. Die Balken stellen den Mittelwert und die Fehlerbalken die Standardabweichung dar.

(0.16MB).

Abbildung 3.

Ergebnisse für die zusammengesetzten Skalen der BASC-Elternbewertungsskalen. Die Balken stellen den Mittelwert und die Fehlerbalken die Standardabweichung dar.

(0.09MB).

Korrelation zwischen dem 2D:4D-Verhältnis und Verhaltensvariablen

Das rechte 2D:4D-Verhältnis war negativ mit den sprachlichen Fähigkeiten korreliert, aber nicht mit der Intelligenz, wie in Tabelle 2 zu sehen ist. Die beiden biologischen Indizes waren positiv korreliert.

Wie in Tabelle 3 zu sehen ist, das 2D:4D-Ziffernverhältnis nicht mit einer der Verhaltensvariablen assoziiert war. Die kognitiven und sprachlichen Variablen wurden jedoch mit einigen Verhaltensvariablen in Verbindung gebracht. Wir fanden heraus, dass die Ergebnisse des Raven-Tests negativ mit den Ergebnissen der zusammengesetzten Skala des Verhaltenssymptom-Index und der klinischen Skalen für Aufmerksamkeitsprobleme und Depression des BASC korreliert waren.

Wenn es um den Zusammenhang zwischen der Sprachbeurteilungsmaßnahme und den Verhaltensvariablen ging, fanden wir eine positive Korrelation zwischen der zusammengesetzten Skala der adaptiven Fähigkeiten des BASC und den sprachlichen Fähigkeiten. Wir fanden auch einen Zusammenhang zwischen der Sprache und den primären Skalen für Führungsqualitäten und soziale Fähigkeiten, aus denen sich diese zusammengesetzte Skala ergibt. Es gab auch eine, wenn auch negative, Korrelation zwischen den Sprachkenntnissen und der zusammengesetzten Skala für internalisierende Probleme, die durch die negative Korrelation mit den Primärskalen für Somatisierung und Depression bestätigt wurde. Schließlich waren die Werte der zusammengesetzten Skala für den Verhaltenssymptom-Index ebenfalls negativ mit den Sprachkenntnissen korreliert, was durch die negative Korrelation mit den Werten der Primärskala für Aufmerksamkeitsprobleme bestätigt wurde. Wir fanden keine Assoziation zwischen einer der bewerteten Sprachdimensionen und den Ergebnissen der zusammengesetzten Skala für externalisierende Probleme oder der Primärskalen für Aggression, Hyperaktivität oder Verhaltensprobleme.

Diskussion

Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass es möglich ist, dass die Sprachprobleme von Kindern mit SLI mit einer verminderten pränatalen Exposition gegenüber Testosteron verbunden sind, basierend auf den Werten der rechten Ziffer. Wir fanden keinen Zusammenhang mit dem Zahlenverhältnis der linken Hand, was mit früheren Studien übereinstimmt.9,10 Somit widersprechen unsere Ergebnisse der Geschwing-Galaburda-Hypothese7 und denen anderer Studien, die ein niedrigeres 2D:4D-Ziffernverhältnis bei Personen (mit und ohne ASD, kognitiver Beeinträchtigung oder SLI, u. a.) mit schlechteren Sprachfähigkeiten (insbesondere in den Bereichen Sprache und Wortschatz, ohne Unterschiede beim Einfühlungsvermögen) festgestellt haben.9,10,12

In unserer Studie war die pränatale Exposition gegenüber niedrigeren Testosteronspiegeln mit einer höheren Wahrscheinlichkeit verbunden, in der Zukunft eine spezifische Sprachstörung zu entwickeln, auch wenn keine kognitive Beeinträchtigung vorlag, insbesondere in den Bereichen Morphologie und Syntax, im Gegensatz zu Sprache und/oder Wortschatz. Unsere Ergebnisse ähnelten daher den von Manning et al.14 berichteten, wonach Kinder mit Sprachstörungen ohne kognitive Beeinträchtigung ein überdurchschnittlich hohes Zahlenverhältnis aufwiesen.

Mehrere frühere Studien11,13,14 haben bereits die Komplexität des Zusammenhangs zwischen Androgenisierung und verschiedenen Sprach- und Kommunikationsproblemen aufgezeigt. So fanden Albores et al.9, die den Zusammenhang zwischen dem 2D:4D-Verhältnis und verschiedenen Maßen der Sprachentwicklung analysierten, keine signifikante Korrelation zwischen diesem Verhältnis und einer Sprachverzögerung. Sie fanden jedoch eine signifikante Korrelation zwischen dem Verhältnis der 2D:4D-Ziffern in der rechten Hand und Sprachproblemen.9 Andererseits haben andere Autoren vorgeschlagen, dass der Zusammenhang zwischen pränataler Testosteronexposition und Sprachfähigkeiten möglicherweise nicht linear ist und zwischen männlichen und weiblichen Individuen variieren kann.4 So fanden Burton et al.4 heraus, dass Männer, die vorgeburtlich höheren Testosteronspiegeln ausgesetzt waren (niedrigeres 2D:4D-Verhältnis), stärkere Beeinträchtigungen der sprachlichen und räumlichen Fähigkeiten aufwiesen, während Frauen, die niedrigeren Testosteronspiegeln ausgesetzt waren (höheres 2D:4D-Verhältnis), die schlechtesten sprachlichen und räumlichen Fähigkeiten zeigten. Diese komplexen Assoziationsmuster lassen sich auch in der klinischen Population nachweisen. So fanden Manning et al.14 bei Kindern mit ASD und kognitiver Beeinträchtigung ein niedrigeres 2D:4D-Ziffernverhältnis, während Kinder mit ASD ohne kognitive Beeinträchtigung (oder sogar mit überdurchschnittlicher Intelligenz) ein überdurchschnittlich hohes 2D:4D-Ziffernverhältnis aufwiesen.

Im Hinblick auf die Verhaltensvariablen ergab unsere Studie auch, dass Kinder mit SLI insgesamt schlechtere soziale und Führungsfähigkeiten, mehr Aufmerksamkeitsprobleme und eine stärkere Tendenz zur Somatisierung haben, d.h. eine stärkere Tendenz zur Internalisierung von Problemen und schlechtere Anpassungsfähigkeiten, was sich wahrscheinlich negativ auf ihre sozialen Beziehungen, ihre schulischen Leistungen und ihr psychisches Wohlbefinden auswirkt. Unsere Ergebnisse stimmen mit denen früherer Studien überein.21,22,28,29 Valera-Pozo et al.30 beispielsweise fanden ebenfalls signifikante Unterschiede zwischen einer Gruppe von Vorschulkindern mit SLI und einer anderen Gruppe mit normaler Sprachentwicklung in Bezug auf soziale Fähigkeiten, Führungsqualitäten und Anpassungsfähigkeiten, die von Klassenlehrern angegeben wurden.

Ausgehend von unseren Ergebnissen neigen Jungen im Alter von 5-8 Jahren mit SLI jedoch nicht generell zu Aggressivität. Sie zeigen auch keine Tendenz zu abnormalem Verhalten oder Verhaltensstörungen. Dies wurde auch durch einige Studien in der Literatur bestätigt,20 die das Fehlen von Aggression als charakteristisches Verhaltensmerkmal von Kindern mit SLI hervorgehoben haben.

Schließlich zeigt unsere Studie, dass der intrauterine Testosteronspiegel keinen Einfluss auf einen Verhaltensendpunkt zu haben scheint. Allerdings fanden wir eine Korrelation zwischen mehreren Verhaltensdimensionen, dem Stand der Sprachentwicklung und dem Intelligenzniveau, was darauf schließen lässt, dass die Sprachkenntnisse einen größeren Einfluss auf das Verhalten haben als der intrauterine Testosteronspiegel. Es hat also den Anschein, dass die Verhaltensprobleme von Kindern mit SLI nicht auf die pränatale Androgenisierung zurückzuführen sind, sondern vielmehr durch ihre Sprachschwierigkeiten vermittelt werden. Mit anderen Worten: Sprachprobleme bei Kindern mit SLI führen zur Entwicklung weniger sozialer Beziehungen und damit zu einer schlechten Entwicklung der sozialen Fähigkeiten. Dieser Mangel an sozialen Fähigkeiten würde zu Angst vor sozialer Interaktion und zu Depressionen führen, da diese Kinder sich Beziehungen wünschen, aber nicht wissen, wie sie sie aufbauen können. Dies wiederum würde zu internalisierenden Problemen (Somatisierung) führen, da Kommunikationsschwierigkeiten diese Kinder daran hindern würden, diese Probleme zu externalisieren. Diese Hypothese wird zum Teil durch mehrere frühere Studien mit ähnlichen Merkmalen und Ergebnissen gestützt.28,30,31

Die Ergebnisse dieser Studie müssen aufgrund einer Reihe von Einschränkungen mit Vorsicht interpretiert werden: die geringe Stichprobengröße, die zwar bei dieser Art von Studien üblich ist, aber die Schlussfolgerungen einschränkt; die Tatsache, dass wir keinen Zugang zu einer Gruppe von Mädchen mit SLI und der entsprechenden Kontrollgruppe hatten, um die Ergebnisse mit der männlichen Stichprobe zu vergleichen, und dass wir keine detaillierteren Informationen über den Hormonspiegel während der Schwangerschaft gesammelt haben. Weitere Forschungen zu diesem Thema, die diese Einschränkungen berücksichtigen, wären wünschenswert.

Schlussfolgerungen

Ausgehend von unseren Ergebnissen ist eine pränatale Exposition gegenüber niedrigeren Testosteronspiegeln (höheres 2D:4D-Verhältnis) mit einem höheren Risiko für die Entwicklung einer spezifischen Sprachstörung bei Jungen verbunden. Der intrauterine Testosteronspiegel scheint nicht mit den verschiedenen Aspekten des Sozialverhaltens verbunden zu sein, die bei Kindern mit SLI verändert sind (Aufmerksamkeitsprobleme, Depression, Somatisierung, soziale Fähigkeiten, Führungsqualitäten, internalisierende Probleme und adaptive Fähigkeiten), Aspekte, die andererseits durch die sprachlichen Fähigkeiten und das Intelligenzniveau der Kinder mit SLI erklärt werden könnten.

Interessenkonflikte

Die Autoren haben keine Interessenkonflikte zu erklären.