Kindheitsfolgen vorzeitiger Hirnanomalien

Die letzten Schwangerschaftsmonate sind besonders wichtig für die Entwicklung des kindlichen Gehirns, und die Folgen einer Frühgeburt für seine Entwicklung können erheblich sein. Frühgeborene haben ein höheres Risiko für verschiedene kognitive Beeinträchtigungen und zeigen mehr Verhaltensstörungen als termingeborene Kinder. Daher sind die Früherkennung und Behandlung von Risikokindern unerlässlich. Es gibt zunehmend Hinweise auf signifikante volumetrische Anomalien in subkortikalen Strukturen von Frühgeborenen, die mit negativen langfristigen neurologischen Entwicklungsergebnissen in Verbindung gebracht werden können. Das Verständnis dieser Anomalien könnte helfen, die zugrunde liegende Pathophysiologie aufzuklären und eine frühzeitige Bestimmung von Risikopatienten zu ermöglichen, die beide die Entwicklung neuer Behandlungsstrategien beeinflussen würden. Bis heute fehlt es jedoch noch an sensitiven, zuverlässigen und zugänglichen Algorithmen, die in der Lage sind, den Einfluss der Frühgeburtlichkeit auf die Anatomie der subkortikalen Strukturen des Neugeborenenhirns zu charakterisieren. Darüber hinaus haben sich nur wenige Studien direkt mit den langfristigen neurologischen Auswirkungen dieser Anomalien der subkortikalen Strukturen bei Neugeborenen befasst. Die frühzeitige Vorhersage langfristiger neurologischer Entwicklungsergebnisse – und vorzugsweise im Neugeborenenalter – wird wahrscheinlich einen transformativen Effekt auf deren Ergebnis haben. Unsere vorläufigen Daten zeigen signifikante morphologische Unterschiede in Putamen, Ventrikeln, Corpus callosum und Thalamus zwischen Frühgeborenen und termingerechten Neugeborenen. Forscher schlagen vor, Biomarker für Frühgeborene zu entwickeln, indem sie die morphologischen und Diffusionseigenschaften subkortikaler Strukturen zwischen Frühgeborenen und termingerechten Neugeborenen unter Verwendung von Gehirn-MRT statistisch vergleichen. Diese Ergebnisse werden ferner in einem spärlichen Lernrahmen verwendet, um langfristige neurologische Entwicklungsergebnisse von Frühgeborenen vorherzusagen. Hypothesen: Durch die Kombination von subkortikalen morphologischen und Diffusionseigenschaften werden wir in der Lage sein: (1) spezifische korrelative Beziehungen zwischen Strukturen aufzuzeigen, die regional und unterschiedlich von normaler Reifung und unterschiedlichen Mustern von Verletzungen der weißen Substanz betroffen sind, und (2) die Spezifität der Neurobildgebung zu verbessern neurologische Entwicklungsergebnisse früher vorhersagen. Ziel 1: Aufbau einer neuen Toolbox für neonatale subkortikale Strukturanalysen, die 1) eine Gruppen-Lasso-basierte Analyse signifikanter Bereiche von Formänderungen, 2) eine strukturelle Korrelationsnetzwerkanalyse, 3) eine neonatale Traktographie und 4) tensorbasierte Analyse kombinieren auf Traktate. Ziel 2: Ermittlung von Biomarkern für Frühgeburten bei Neugeborenen mit unterschiedlichen Mustern von Anomalien. Ziel 3: Bewertung des Vorhersagepotenzials der Bildgebung und klinischer Merkmale auf neurologische Entwicklungsergebnisse bei Frühgeborenen im Alter von 9 und 18 Monaten und 6-8 Jahren. Auswirkungen: Diese Anwendung wird die erste vollständige subkortikale Netzwerkanalyse sowohl bei termingerechten als auch bei Frühgeborenen liefern. In der ersten Studie dieser Art zur Frühgeburtlichkeit werden die Forscher spärliches und Multi-Task-Lernen verwenden, um zu bestimmen, welche der Biomarker der Frühgeburtlichkeit die besten Prädiktoren für das langfristige Ergebnis sind. Die erwarteten Ergebnisse könnten die Fähigkeit zur Vorhersage dieser Ergebnisse verbessern und die Gestaltung früher Behandlungen ermöglichen – bevor jahrelange pathologische Entwicklung des Gehirns und Symptome auftreten.