Use of de 2D:4D digit ratio as a biological marker of specific language disorders | Anales de Pediatría

Introduction

De 2D:4D digit ratio is het quotiënt tussen de lengte van de wijsvinger en de ringvinger en een indirecte marker van androgenisatie in het eerste trimester van de dracht. Een lagere 2D:4D ratio weerspiegelt prenatale blootstelling aan hogere niveaus van testosteron, wat resulteert in een lage ratio bij jongens en een hoge ratio bij meisjes.1 Verschillende studies hebben een verband aangetoond tussen prenatale testosteronniveaus en de ontwikkeling van de hersenhelften, waarbij de rijping van de rechter hemisfeer wordt geïnduceerd of de versnelling van geprogrammeerde celdood in de linker hemisfeer.2 Deze asymmetrieën in de hersenstructuur beïnvloeden verschillende cognitieve functies, waaronder taal.3 Zo hebben verschillende studies de belangrijke rol van testosteron en andere prenatale hormonen aangetoond in de aanwezigheid van seksueel dimorfisme in de ontwikkeling van ruimtelijke vaardigheden4 en taal,5 vooral op het gebied van woordenschat en vloeiendheid.6

De tegenstrijdige bevindingen van eerdere studies vragen om verder onderzoek naar de associatie tussen de mate van androgenisatie en verschillende taalproblemen, alsmede naar de rol van non-verbale intelligentie in deze associatie. In die zin zou het van groot belang zijn deze verhouding te bestuderen in relatie tot specifieke taalstoornissen (SLI), aangezien getroffen individuen taalproblemen hebben in afwezigheid van andere ontwikkelingsstoornissen.15 Bovendien zijn ons geen studies bekend over dit onderwerp bij individuen met SLI, en het vaststellen van een associatie tussen de 2D:4D ratio en SLI zou een bruikbare biologische marker opleveren die zou bijdragen aan de vroege diagnose en behandeling van SLI.

Kinderen met SLI hebben taalproblemen in afwezigheid van de oorzaken die gewoonlijk deze problemen verklaren, zoals een verstandelijke handicap, hersenbeschadiging, gehoorproblemen of sociaal-emotionele problemen.15 Hun taal wordt voornamelijk gekenmerkt door stoornissen in morfologie en syntaxis, hoewel ze ook problemen kunnen vertonen in expressieve woordenschat en spraak.16 Neuroimaging studies van individuen met SLI hebben een afwijking van het normale patroon van volumetrische asymmetrie van de hersenhelften17 aangetoond die verklaard zou kunnen worden door prenatale blootstelling aan hoge niveaus testosteron.3,18,19

Bovendien hebben verschillende studies een associatie gevonden tussen SLI en verschillende gedragsstoornissen,20-22 en het is bekend dat prenatale androgenisatie agressief gedrag verhoogt bij elke soort waarbij deze associatie is bestudeerd, inclusief primaten.23 Bij kinderen met SLI zou een verhoogde prenatale blootstelling dus zowel de taalstoornis als de gedragsproblemen kunnen verklaren, die het gevolg zouden zijn van de toename van agressie.

Met het uiteindelijke doel een biologische marker van SLI te identificeren en met de hypothese dat er een correlatie bestaat tussen de 2D:4D cijfer ratio en taalontwikkeling en adaptief gedrag, voerden wij een studie uit met de volgende doelstellingen: a) de 2D:4D cijfer ratio’s vergelijken bij kinderen met SLI versus kinderen met een normale taalontwikkeling, b) de gedragsproblemen beschrijven die geassocieerd zijn met de aanwezigheid van taalstoornis, en c) de correlatie analyseren tussen de 2D:4D cijfer ratio en agressief gedrag bij kinderen met SLI.

Deelnemers en methodenDeelnemers

De steekproef bestond uit 33 deelnemers, allen jongens in de leeftijd van 5-8 jaar, verdeeld in 2 groepen. De casegroep omvatte aanvankelijk 17 jongens met SLI (specifieke taalstoornis of taalstoornis op basis van de DSM-5 criteria), maar 2 van hen moesten a posteriori worden uitgesloten, één vanwege de aanwezigheid van epileptiforme ontladingen in een daaropvolgend elektro-encefalogram, en de andere vanwege het scoren op het 13e percentiel in de Raven’s test, aangezien dat een van de uitsluitingscriteria voor de diagnose van SLI is. De gemiddelde leeftijd van de gevallen was 6,19 jaar. Allen waren tweetalig Catalaans en Spaanssprekend en woonden in Mallorca (Balearen). De controlegroep bestond uit 16 jongens die op hetzelfde eiland woonden, ook tweetalig, van een vergelijkbaar sociaal-economisch niveau en met een vergelijkbare lichaamsmassa-index. De gemiddelde leeftijd in de controlegroep was 6,69 jaar.

Om na te gaan of aan de diagnostische criteria van SLI was voldaan, beoordeelden we alle kinderen in de steekproef met de Clinical Evaluation of Language Fundamentals-4, Spanish Edition (CELF-4)24 en de non-verbale intelligentie met de Raven Coloured Progressive Matrices test.25 Wat het gehoor betreft, hadden alle gevallen geverifieerde gehoordrempels van minder dan 30dB en normale resultaten bij de neonatale gehoorscreening (oto-akoestische emissietest). Bovendien hadden 23 van hen goede scores in de screeningtest die op de leeftijd van 6 jaar door het Departement van Onderwijs werd uitgevoerd, en de andere 8 hadden een evaluatie door medische zorgverleners ondergaan zonder bewijs van gehoorverlies. Geen van de deelnemers had een diagnose van een genetische aandoening met of zonder endocrinologische betrokkenheid gekregen van de afdeling kinderneurologie.

We beoordeelden de body mass index, leeftijd en intellectuele quotiënt als potentiële verstorende variabelen, en vonden in geen van hen significante verschillen tussen de 2 groepen. Tabel 1 geeft een overzicht van de algemene kenmerken van de kinderen in de steekproef.

Voordat met het onderzoek werd begonnen, verkregen we van de ouders van elk kind de geïnformeerde toestemming voor hun deelname. Het onderzoeksprotocol werd goedgekeurd door het Ethisch Onderzoekscomité van de Autonome Gemeenschap van de Balearen (het CEI-IB) onder dossiernaam IB 2568/15 PI.

Materialen

We beoordeelden de taal met behulp van de taalsubtests in de CELF-4: concepten en aanwijzingen opvolgen, woordstructuur, zinnen onthouden en zinnen formuleren.

Om agressie te beoordelen, gebruikten we de Spaanse versie27 van het Behaviour Assessment System for Children (BASC).26 Deze multidimensionele test meet verschillende aspecten van gedrag en persoonlijkheid. In onze studie gebruikten we de BASC P1 of BASC P2 schaal (vragenlijsten voor ouders) gebaseerd op de leeftijd van de deelnemer (P1 voor deelnemers jonger dan 6 jaar en P2 voor degenen ouder dan 6 jaar), die maladaptieve gedragingen meten (klinische schalen: agressie, hyperactiviteit, gedragsproblemen, aandachtsproblemen, leerproblemen, atypicaliteit, depressie, angst, teruggetrokkenheid en somatisatie), en positieve gedragingen (adaptieve schalen: aanpassingsvermogen, sociale vaardigheden, leiderschap en studievaardigheden). De test maakt de evaluatie mogelijk van 5 samengestelde maten: externaliserende problemen, internaliserende problemen, schoolproblemen, aanpassingsvaardigheden en een gedragssymptomenindex.

Voor de berekening van de 2D:4D cijferratio scanden we de handen van de deelnemers met een HP LaserJet Pro MFP M125nw scanner met een resolutie van 200 dpi.

Procedure

Een gediplomeerd logopedist voerde alle evaluaties uit. De CELF-4 en de Raven test werden gescoord zoals gespecificeerd in hun respectievelijke handleidingen, en de ruwe scores werden getransformeerd naar percentielen. De BASC P1 en P2 schalen werden gescoord met behulp van het web-gebaseerde instrument geleverd door TEA Ediciones. Dit instrument werd ook gebruikt om de betrouwbaarheid, validiteit en consistentie indices voor de BASC-schaal voor elke deelnemer te berekenen, en alleen de antwoorden die voldeden aan de vastgestelde kwaliteitsnormen werden opgenomen in de analyse.

Dezelfde scanner werd gebruikt om de vingers van alle deelnemers te meten, en elke hand werd twee keer gescand, steeds met hetzelfde raster in een van de hoeken van het scannerbed om ervoor te zorgen dat dezelfde schaal werd toegepast bij elke meting. Elk kind werd gevraagd de palmen van beide handen tegen de glasplaat van het scannerbed te drukken met de vingers volledig uitgestrekt en gespreid om een scherp beeld te krijgen van de grenzen van elk vingerkootje. Nadat de gescande afbeelding was verkregen en opgeslagen in jpg-formaat, werd deze geopend in Adobe Photoshop om de lengte van de tweede en de vierde vinger van elke hand te meten vanaf het midden van de onderste vouw van de vinger tot het midden van de distale tip. Twee personen maten onafhankelijk van elkaar elke vinger van elke hand (de eerste auteur van het artikel en een persoon die niet betrokken was bij het onderzoek en bekend was met de software), en wij berekenden het gemiddelde van de 2 metingen voor elke vinger. Wij gebruikten deze gemiddelde waarden om de verhouding van de lengte van de wijsvinger (2D) en de ringvinger (4D) in elke hand te berekenen.

Wij gebruikten deze waarden om het gemiddelde en de standaardafwijking voor elke groep voor elk van de metingen te berekenen. In de vergelijkende analyse beoordeelden we de normaliteit met de Shapiro-Wilk, en gebruikten we de Student t-test om variabelen met een normale verdeling te vergelijken en anders de Wilcoxon-test. Wij gebruikten de Pearson correlatiecoëfficiënt om de associatie tussen de 2D:4D cijferverhouding en verschillende gedragsvariabelen te analyseren. We definieerden statistische significantie als een p-waarde van minder dan 0,05 in een van de tests.

ResultatenBiologische variabelen

Fig. 1 toont de 2D:4D digit ratio’s berekend voor beide handen. We vonden significant hogere waarden voor de rechterhand in de groep jongens met SLI.

Figuur 1.

2D:4D cijferverhouding. De staafjes geven het gemiddelde weer, en de foutbalkjes de standaardafwijking.

(0.06MB).

Nog slechts 3 jongens in de controlegroep en 1 in de SLI-groep waren linkshandig. We vonden geen statistisch significante verschillen in de 2D:4D cijferverhouding voor beide handen tussen linkshandige en rechtshandige jongens, noch vonden we statistisch significante verschillen in de 2D:4D cijferverhouding voor beide handen tussen de SLI- en controlegroepen wanneer we alleen keken naar linkshandige jongens of alleen naar rechtshandige jongens.

Gedragsvariabelen

We vonden statistisch significante verschillen in de BASC-schalen die aandachtsproblemen, somatisatie, sociale vaardigheden en leiderschap beoordelen, en geen verschillen in de overige schalen (Fig. 2). Bij de samengestelde schalen (Fig. 3) vonden we alleen statistisch significante verschillen in de schalen voor internaliserende problemen en aanpassingsvaardigheden.

Figuur 2.

Resultaten voor de primaire schalen van de BASC-beoordelingsschalen voor ouders. De balken geven het gemiddelde weer en de foutbalken de standaardafwijking.

(0,16MB).

Figuur 3.

Resultaten voor de samengestelde schalen van de BASC-beoordelingsschalen voor ouders. De staafjes geven het gemiddelde weer en de foutbalkjes de standaardafwijking.

(0,09MB).

Correlatie tussen de 2D:4D-verhouding en gedragsvariabelen

De rechter 2D:4D-verhouding was negatief gecorreleerd met taalvaardigheid, maar niet met intelligentie, zoals te zien is in tabel 2. De twee biologische indices waren positief gecorreleerd.

Zoals blijkt uit tabel 3, the 2D:4D cijferverhouding niet geassocieerd was met een van de gedragsvariabelen. Cognitieve en linguïstische variabelen waren echter wel geassocieerd met sommige gedragsvariabelen. We vonden dat de resultaten in de Raven test negatief gecorreleerd waren met de scores in de gedragssymptomen index samengestelde schaal en de aandachtsproblemen en depressie klinische schalen van de BASC.

>

Wat betreft de associatie tussen de taalbeoordelingsmaat en gedragsvariabelen, vonden we een positieve correlatie tussen de samengestelde schaal voor aanpassingsvaardigheden van de BASC en taalvaardigheid. We vonden ook een associatie van taal met de leiderschaps- en sociale vaardigheidsschalen die aan de basis liggen van deze samengestelde schaal. Er was ook een correlatie, hoewel negatief, tussen taalvaardigheden en de samengestelde schaal voor internaliserende problemen, die werd bevestigd door de negatieve correlatie met de primaire schalen voor somatisatie en depressie. Tenslotte waren de scores op de gedragssymptomen index samengestelde schaal ook negatief gecorreleerd met taalvaardigheid, hetgeen werd bevestigd door de negatieve correlatie met scores op de aandachtsproblemen primaire schaal. We vonden geen associatie tussen een van de beoordeelde taaldimensies met de scores in de externaliserende problemen samengestelde schaal of de agressie, hyperactiviteit of gedragsproblemen primaire schalen.

Discussie

Onze resultaten suggereren dat het mogelijk is dat de taalproblemen van kinderen met SLI geassocieerd zijn met verminderde prenatale blootstelling aan testosteron, gebaseerd op de rechter cijferratio waarden. We vonden geen associatie met de linker cijfer ratio, wat consistent was met eerdere studies.9,10 Onze resultaten zijn dus in tegenspraak met de Geschwing-Galaburda hypothese7 en die van andere studies die een lagere 2D:4D cijferratio vonden bij individuen (met en zonder ASS, cognitieve stoornissen of SLI, onder andere) met slechtere taalvaardigheden (vooral op het gebied van spraak en woordenschat, met geen verschillen in empathie).9,10,12

In onze studie was prenatale blootstelling aan lagere niveaus van testosteron geassocieerd met een hogere toekomstige waarschijnlijkheid van het ontwikkelen van een specifieke taalstoornis in afwezigheid van cognitieve stoornissen, vooral met betrekking tot morfologie en syntaxis in tegenstelling tot spraak en/of woordenschat. Daarom waren onze resultaten vergelijkbaar met die gerapporteerd door Manning et al.14 in die zin dat kinderen met taalstoornissen in de afwezigheid van cognitieve stoornissen hoger-dan-normale cijferratio’s hadden.

Verschillende eerdere studies11,13,14 hebben reeds de complexiteit aangetoond van het verband tussen androgenisatie en verschillende taal- en communicatieproblemen. Albores e.a.,9 bijvoorbeeld, die de associatie tussen de 2D:4D ratio en verschillende maten van taalontwikkeling analyseerden, vonden geen significante correlatie tussen deze ratio en taalachterstand. Zij vonden echter wel een significante correlatie tussen de rechter 2D:4D cijferratio en spraakproblemen.9 Aan de andere kant hebben andere auteurs voorgesteld dat de associatie tussen prenatale blootstelling aan testosteron en taalvaardigheden mogelijk niet lineair is en kan variëren tussen mannelijke en vrouwelijke individuen.4 Burton et al.4 vonden bijvoorbeeld dat mannen die prenataal aan hogere testosteronniveaus waren blootgesteld (lagere 2D:4D ratio) ernstigere stoornissen vertoonden in taal- en ruimtelijke vaardigheden, terwijl vrouwen die aan lagere testosteronniveaus waren blootgesteld (hogere 2D:4D ratio) de slechtste taal- en ruimtelijke vaardigheden vertoonden. Er zijn ook aanwijzingen voor deze complexe associatiepatronen in de klinische populatie. Zo vonden Manning et al.14 vonden een lagere 2D:4D cijfer verhouding bij kinderen met ASS en cognitieve stoornissen, terwijl kinderen met ASS zonder cognitieve stoornissen (of zelfs met bovengemiddelde intelligentie) groter dan normale 2D:4D cijfer verhoudingen hadden.

Wat de gedragsvariabelen betreft, bleek uit onze studie ook dat kinderen met SLI over het algemeen slechtere sociale en leiderschapsvaardigheden hebben, meer aandachtsproblemen en een grotere neiging tot somatiseren, dat wil zeggen een grotere neiging om problemen te internaliseren en slechtere aanpassingsvaardigheden, wat waarschijnlijk een negatieve invloed heeft op hun sociale relaties, academische prestaties en psychologisch welzijn. Onze resultaten kwamen overeen met die van eerdere studies.21,22,28,29 Valera-Pozo e.a.30 vonden bijvoorbeeld ook significante verschillen tussen een groep preadolescenten met SLI en een andere groep met een normale taalontwikkeling in metingen van sociale vaardigheden, leiderschap en aanpassingsvaardigheden zoals gerapporteerd door leerkrachten.

Op basis van onze bevindingen hebben jongens van 5-8 jaar met SLI over het algemeen niet de neiging agressief te zijn. Ook vertonen ze geen neiging tot abnormaal gedrag of gedragsproblemen. Dit is ook bevestigd door enkele studies in de literatuur,20 die de afwezigheid van agressie als een onderscheidend gedragskenmerk van kinderen met SLI hebben benadrukt.

Ten slotte laat onze studie zien dat intra-uteriene testosteronniveaus geen effect lijken te hebben op enig gedragseindpunt. We vonden echter wel een correlatie tussen verschillende gedragsdimensies, het niveau van taalontwikkeling en het intelligentieniveau, wat suggereert dat taalvaardigheden een grotere invloed hebben op gedrag dan intra-uteriene testosteronniveaus. Het lijkt er dus op dat de gedragsproblemen bij kinderen met SLI niet het gevolg zijn van prenatale androgenisatie, maar eerder worden gemedieerd door hun taalproblemen. Met andere woorden, taalproblemen bij kinderen met SLI zouden leiden tot de ontwikkeling van minder sociale relaties en dus tot een gebrekkige ontwikkeling van sociale vaardigheden. Dit gebrek aan sociale vaardigheden zou angst opwekken in afwachting van sociale interactie, alsook depressie, want deze kinderen zouden wel relaties willen hebben, maar niet weten hoe ze die moeten ontwikkelen. Op zijn beurt zou dit leiden tot internaliserende problemen (somatisatie), omdat moeilijkheden in de communicatie zouden verhinderen dat deze kinderen deze problemen externaliseren. Deze hypothese wordt gedeeltelijk ondersteund door verschillende eerdere studies met vergelijkbare kenmerken en resultaten.28,30,31

De bevindingen van deze studie moeten met de nodige voorzichtigheid worden geïnterpreteerd vanwege een aantal beperkingen: de kleine steekproefgrootte, die weliswaar gebruikelijk is bij dit soort studies, maar de conclusies ervan beperkt; het feit dat we geen toegang hadden tot een groep meisjes met SLI en de overeenkomstige controlegroep om de resultaten te vergelijken met de mannelijke steekproef, en het feit dat we geen meer gedetailleerde informatie hebben verzameld over hormoonspiegels tijdens de zwangerschap. Verder onderzoek over dit onderwerp, rekening houdend met deze beperkingen, zou wenselijk zijn.

Conclusies

Gebaseerd op onze bevindingen, is prenatale blootstelling aan lagere niveaus van testosteron (hogere 2D:4D ratio) geassocieerd met een hoger risico op het ontwikkelen van een specifieke taalstoornis bij jongens. Het intra-uteriene testosteronniveau lijkt niet geassocieerd te zijn met de verschillende aspecten van sociaal gedrag die veranderd zijn bij kinderen met SLI (aandachtsproblemen, depressie, somatisatie, sociale vaardigheden, leiderschap, internaliserende problemen en adaptieve vaardigheden), aspecten die daarentegen verklaard zouden kunnen worden door de taalvaardigheid en het intelligentieniveau van kinderen met SLI.

Belangenconflicten

De auteurs hebben geen belangenconflicten aan te geven.