Πρότυπα Συνδεσιμότητας του Εγκεφάλου: Μια νέα μελέτη σάρωσης του King’s College του Λονδίνου σε 390 μωρά έδειξε διαφορετικά μοτίβα μεταξύ των τελειόμηνων και των πρόωρων στη δραστηριότητα και τη συνδεσιμότητα των εγκεφαλικών δικτύων από στιγμή σε στιγμή. Με την υποστήριξη του Wellcome και του Εθνικού Ινστιτούτου Έρευνας Υγείας και Φροντίδας (NIHR) Maudsley Biomedical Research Centre, αυτή είναι η πρώτη μελέτη που αναλύει πώς η επικοινωνία μεταξύ των περιοχών του εγκεφάλου αλλάζει από στιγμή σε στιγμή τις πρώτες εβδομάδες της ζωής.
Η μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Nature Communications διαπίστωσε επίσης ότι αυτά τα δυναμικά πρότυπα συνδεσιμότητας του εγκεφάλου στα μωρά συνδέθηκαν με αναπτυξιακά μέτρα κίνησης, γλώσσας, γνώσης και κοινωνικής συμπεριφοράς 18 μήνες αργότερα. Ο κοινός ανώτερος συγγραφέας Δρ. Dafnis Batallé, Ανώτερος Λέκτορας Νευροαναπτυξιακής Επιστήμης στο Ινστιτούτο Ψυχιατρικής, Ψυχολογίας και Νευροεπιστήμης (IoPPN), King’s College του Λονδίνου, δήλωσε: «Αν και γνωρίζουμε πόσο σημαντική είναι η συνδεσιμότητα του εγκεφάλου στην ανάπτυξη, γνωρίζουμε ελάχιστα για τα πρότυπα της δυναμικής λειτουργικής συνδεσιμότητας στην πρώιμη ζωή και πώς συνδέονται με τον τρόπο που ωριμάζει ο εγκέφαλός μας». «Αναλύοντας σαρώσεις εγκεφάλου από 390 μωρά, αρχίσαμε να εντοπίζουμε διαφορετικές παροδικές καταστάσεις συνδεσιμότητας που θα μπορούσαν ενδεχομένως να παρέχουν εικόνα για το πώς αναπτύσσεται ο εγκέφαλος σε αυτή την ηλικία και με ποιες συμπεριφορές και λειτουργίες συνδέονται αυτά τα πρότυπα καθώς το μωρό μεγαλώνει». Υπάρχει αυξανόμενη επίγνωση ότι καταστάσεις όπως η ΔΕΠΥ, ο αυτισμός και η σχιζοφρένεια έχουν την προέλευσή τους νωρίς στη ζωή και ότι η ανάπτυξη αυτών των καταστάσεων μπορεί να συνδέεται με τη συνδεσιμότητα του εγκεφάλου του νεογνού και τις διακυμάνσεις της με την πάροδο του χρόνου. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τεχνικές αιχμής για να αξιολογήσουν τα δεδομένα λειτουργικής απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού (fMRI) σε 324 τελειόμηνα μωρά και 66 πρόωρα μωρά (γεννημένα σε λιγότερο από 37 εβδομάδες κύησης). Αξιολόγησαν πώς η συνδεσιμότητα άλλαζε από στιγμή σε στιγμή κατά τη διάρκεια του χρόνου που το μωρό βρισκόταν στον σαρωτή για να δώσει μια δυναμική εικόνα. Προηγούμενη έρευνα με μωρά χρησιμοποιούσε πάντα ένα μέτρο συνδεσιμότητας με μέσο όρο σε σχέση με τον χρόνο που αφιερώθηκε στον σαρωτή. Ο Δρ Lucas França, πρώτος συγγραφέας και Επίκουρος Καθηγητής στις Επιστήμες Υπολογιστών και Πληροφοριών στο Πανεπιστήμιο Northumbria, είπε: «Αυτά τα ευρήματα είναι αποτέλεσμα προσεκτικής προσαρμογής μεθοδολογιών που προέρχονται από τους τομείς της επιστήμης των υπολογιστών και της φυσικής, που χρησιμοποιούνται ειδικά για να αποκαλύψουν τις περιπλοκές που είναι εγγενείς στο ανθρώπινο νεογνικό εγκέφαλο. Όταν αυτές οι μεθοδολογίες συνδυάζονται με προηγμένες τεχνικές για τη λήψη πρωτοφανών δεδομένων όπως αυτό από το Developing Human Connectome Project, έχουμε μια μοναδική ευκαιρία να εμβαθύνουμε την κατανόησή μας για το σε μεγάλο βαθμό άγνωστο βασίλειο της δυναμικής του εγκεφάλου στην πρώιμη ζωή.” Η μελέτη χρησιμοποίησε μεθόδους που επηρεάζουν τον τρόπο διακύμανσης της συνδεσιμότητας του εγκεφάλου: μία μέθοδος που λαμβάνει υπόψη τα πρότυπα συνδεσιμότητας σε ολόκληρο τον εγκέφαλο και μία που εξετάζει μοτίβα σε διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου. Η μελέτη εντόπισε έξι διαφορετικές εγκεφαλικές καταστάσεις: τρεις από αυτές βρίσκονταν σε ολόκληρο τον εγκέφαλο και τρεις περιορίζονταν σε περιοχές του εγκεφάλου (ινιακές, αισθητικοκινητικές και μετωπικές περιοχές). Συγκρίνοντας τα τελειόμηνα και τα πρόωρα μωρά, οι ερευνητές έδειξαν ότι διαφορετικά πρότυπα συνδεσιμότητας συνδέονται με τον πρόωρο τοκετό. Για παράδειγμα, τα πρόωρα μωρά περνούσαν περισσότερο χρόνο σε μετωπικές και ινιακές εγκεφαλικές καταστάσεις από ό,τι τα τελειόμηνα. Έδειξαν επίσης ότι η δυναμική της εγκεφαλικής κατάστασης κατά τη γέννηση συνδέεται με διάφορα αναπτυξιακά αποτελέσματα στην πρώιμη παιδική ηλικία. Ο κοινός ανώτερος συγγραφέας, ο καθηγητής Grainne McAlonan, προσωρινός διευθυντής του NIHR Maudsley BRC και καθηγητής Μεταφραστικής Νευροεπιστήμης στο IoPPN, στο King’s College του Λονδίνου, δήλωσε: «Αυτό είναι ένα πραγματικό βήμα προς τα εμπρός στη χρήση τεχνικών απεικόνισης για τη διερεύνηση του τρόπου με τον οποίο η εγκεφαλική δραστηριότητα αλλάζει συνεχώς στην πρώιμη ζωή και πώς αυτό παρέχει μια πλατφόρμα για την υποστήριξη των επόμενων αναπτυξιακών ορόσημων στην παιδική ηλικία».
“Η διαφορά μεταξύ των τελειόμηνων και των πρόωρων μωρών υποδηλώνει ότι ο χρόνος που αφιερώνεται μέσα ή έξω από τη μήτρα διαμορφώνει την ανάπτυξη του εγκεφάλου. Τώρα πρέπει να προσπαθήσουμε να μάθουμε εάν είναι δυνατόν να χρησιμοποιήσουμε αυτές τις ιδέες για να εντοπίσουμε και να βοηθήσουμε όσους χρειάζονται κάποια πρόσθετη υποστήριξη. “Τα δεδομένα προέρχονται από το Το αναπτυσσόμενο έργο Human Connectome Project (The Developing Human Connectome Project) (DHCP), το οποίο διευθύνεται από το King’s College του Λονδίνου και χρηματοδοτείται από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Έρευνας. Παρέχει εικόνες υψηλής ανάλυσης μαγνητικού συντονισμού εγκεφάλου από αγέννητα και νεογέννητα μωρά σε επιστήμονες σε όλο τον κόσμο για να υποστηρίξει μεγάλο αριθμό κορυφαίων ερευνητικών έργων στον κόσμο για την ανάπτυξη του εγκεφάλου και τις διαταραχές της εγκεφαλικής ή ψυχικής υγείας. Ο καθηγητής David Edwards, κύριος ερευνητής του dHCP και Επικεφαλής του Τμήματος Περιγεννητικής Απεικόνισης και Υγείας, στο King’s College του Λονδίνου, δήλωσε: «Αυτή η μελέτη δείχνει τη δύναμη του μεγάλου συνόλου δεδομένων που αποκτήθηκαν από το Developing Human Connectome Project, ένα ανοιχτό επιστημονικό πρόγραμμα που χρηματοδοτείται από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Έρευνας και με επικεφαλής το King’s College του Λονδίνου σε συνεργασία με το Imperial College του Λονδίνου και το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης». «Τα δεδομένα είναι ελεύθερα διαθέσιμα σε ερευνητές που θέλουν να μελετήσουν την ανάπτυξη του ανθρώπινου εγκεφάλου».
