Hvordan en barns hjerne tilbereder seg for utlandet

Hvordan en barns hjerne tilbereder seg for utlandet

Den utviklende hjernen er ikke bare en downsized versjon av den av en voksen, men er unikt designet for å forberede seg på den ytre verden. Den har strukturer og funksjoner hvis eneste rolle er å sette opp de grunnleggende kretsene som kreves for livet etter fødselen, som deretter forsvinner når de har gjort sin plikt. Vi vet fra å studere babyer født for tidlig at hjernen selv er veldig aktiv, men på en måte som er svært spesifikk for denne tiden av livet.

Dyreforsøk har vist at umodne hjerneceller brann bort alt av seg selv, litt som pacemakerceller i hjertet. Avfyringen av disse cellene er ekstremt koordinert, slik at den kan gi de første instruksjonene for ledning og vedlikehold av hjernens neuronledninger. Dette er grunnleggende første trinn, som hvis avbrutt eller forstyrret, kan endre hele prosessen som hjernen modnes. Gitt deres betydning, ønsket vi å studere disse trinnene i premature nyfødte.

Bursts of activity

Som nevronene i hjernen kommuniserer med hverandre ved hjelp av elektriske signaler, kan vi måle denne aktiviteten som "brainwaves" ved hjelp av EEG (elektroencefalografi) sensorer plassert på hodet. Noen av oss ved University College London har brukt denne metoden i løpet av de siste 20-årene for å se på aktivitet under anfall og å studere hvordan en baby hjerne kan behandle berøring og smerte selv før normal fødselsdag.

EEG kan også brukes til å registrere aktiviteten i en tidlig babys hjerne når du hviler, og har vist Den består av enorme utbrudd som normalt ikke settes på noe annet tidspunkt. Men mens vi lenge har kjent hva aktiviteten ser ut som EEG, og når det skjer, har vi aldri kjent hvor i aktiviteten faktisk forekommer.

Nøkkelen til å løse dette spørsmålet var å kombinere EEG-opptak med funksjonell magnetisk resonansimaging (fMRI). Når nevroner i hjernen brenner, krever de drivstoff (oksygen og glukose) som føres til et "aktivt" område via blodbanen.

Ved hjelp av fMRI, er det mulig å måle endringer i oksygen- og blodstrømningsnivåer over hele hjernen nøyaktig, med en presisjon på noen få millimeter. Men dette er bare på en timescale som MR-skanneren og relativt svake blodstrømningsendringer tillater. Derfor er kombinasjonen av EEG (som kan måle rask elektrisk aktivitet, men sliter med å finne den) og fMRI (som måler den koblede sakte blodstrømssvaret, men kan nettopp lokalisere den) var ideell for å oppdage hvor aktivitetsbruddene kommer fra innsiden av en for tidlig babyens hjerne.

'Island' funn

Denne typen eksperiment ble aldri gjort før, og vi visste at det ville være ekstremt utfordrende, så vi samarbeidet med et team ved King's College London som hadde stor erfaring og kunnskap om fMRI-metoder. Vi registrerte hjerneaktiviteten til ti for tidlige spedbarn mens de sov naturlig sammen med de to teknikkene samtidig.

Og de første dataene i vår studie, publisert i eLife, foreslo hvor de for tidlige hjernebølgene ble generert.

Hver baby hadde hyppige aktivitetsbrudd i deres EEG, og med fMRI kunne vi se at de fleste kom fra en tucked away pyramideformet hjernegruppe kalt insulaen. Dette er en øy av cortex ("insula" er latin for øya) som i voksne dekker svært ulike roller som den legger sammen grunnleggende fysisk informasjon med følelsesmessige, kognitive og motiverende signaler.

Vi viste i vår studie at denne spesifikke hjernegionen - hvor liten oppmerksomhet har blitt betalt frem til nå - spiller også en viktig rolle i å generere den kritiske aktiviteten som danner den utviklende hjernen. Faktisk vokser det raskere enn andre hjernegrupper og danner forbindelser med resten av hjernen i løpet av den siste trimesteren av svangerskapet i livmor. Hvor tidlig er en baby og rekreasjonsbruk i svangerskapet har en negativ effekt på denne hjernen regionen.

For tidlig fødsel øker antallet i mange europeiske land og særlig i Storbritannia, hvor antall babyer født i 22-25-uker i svangerskapet og tatt opp til intensiv omsorg de siste årene har økt med 44%.

Disse spedbarnene er mer sannsynlig å overleve takket være moderne fremskritt innen sykehusbehandling, men de er utsatt for en større risiko for nevro-utviklingsproblemer. Dette kan skyldes at de ble født for tidlig, og deres hjerne er bare ikke klar fordi det fortsatt går gjennom de utviklingsstegene som burde ha skjedd i det beskyttede miljøet i livmor. Som et resultat er den tidligere hjernen mer utsatt for skader som kan føre til funksjonshemninger.

Den ConversationDet er derfor av fundamental betydning å forstå hvordan utviklingshjernen jobber for å informere om denne sårbare befolkningens omsorg. Og våre resultater kan gi nye og spennende muligheter for å overvåke hvordan hjernen og aktiviteten utvikler seg i premature babyer, og en ny forståelse av hvor tidlig skader i siste instans fører til funksjonshemninger.

Om forfatterne

Lorenzo Fabrizi, MRC Research Fellow, UCL og Tomoki Arichi, klinisk seniorlærer i senter for utviklingshjerne, King's College London

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på Den Conversation. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker:

{amazonWS: searchindex = Bøker; søkeord = baby hjerne; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

følg InnerSelf på

facebook-ikonettwitter-iconrss-ikonet

Få den siste via e-post

{Emailcloak = off}