Speilnevronnettverksdysfunksjon som en tidlig biomarkør for nevroutviklingsforstyrrelse

Mål: Denne undersøkelsen har to hovedmål: 1) kombinere to barnevennlige hjerneavbildningsteknikker og stokastisk modellering for å bestemme det nevrale grunnlaget for utviklingen av imitasjon og mimikk hos menneskelige spedbarn og 2) bruke maskinlæring for å identifisere hjerneaktiveringsmønstre som forutsier svekkelse i imitasjon og mimikk hos spedbarn med risiko for sosiale kommunikasjonsforstyrrelser.

Studiepopulasjon: Denne studien vil fokusere på to grupper av spedbarn. Den første gruppen inkluderer 60 typisk utviklende spedbarn, som vil fullføre imitasjons- og nevroimaging-paradigmet i alderen 9-12 måneder (+/- 2 uker) og igjen ved 12 måneders alder

(+/- 2 uker). Den andre gruppen inkluderer 60 spedbarn med økt risiko for sosiale kommunikasjonsforstyrrelser, inkludert de med motorisk forsinkelse, språkforsinkelse, prematur fødsel eller et søsken med en autismespekterforstyrrelse. Disse spedbarnene vil fullføre imitasjons- og nevroimaging-paradigmet ved 12 måneders alder (+/- 1 måned) samt en oppfølgingsevaluering av sosiale kommunikasjonsferdigheter og utviklingsstatus ved 24 måneders alder (+/- 1 måned).

Design: Vi foreslår å gjennomføre longitudinelle studier av endringer i EEG- og fNIRS-korrelater av speilnevronnettverksaktivitet i typisk utvikling og spedbarn med risiko for sosial kommunikasjonsforsinkelse. Vi vil måle både EEG mu-undertrykkelse og hemodynamisk endring over den motoriske cortex under et etablert spedbarnshandling/observasjonsparadigme. Ved alle studiebesøk vil spedbarn også gjennomføre utviklingsvurderinger som måler evner innen kognitive, motoriske, språklige og sosiale domener.

Resultatmål: Både nevroavbildningsmål og utviklingsstatus vil tjene som resultater for denne studien. For spedbarn som vanligvis utvikler seg, vil endring i nevrobildemålingene (dvs. prosent mu-undertrykkelse, prosent oksyhemoglobin-endring) brukes til å

karakterisere utviklingen av speilnevronsystemet, mens forholdet mellom nevroavbildningsvariabler, deres baner og utviklingsevne vil bli brukt til å utvikle hypoteser om rollen til speilnevronnettverket i utviklingen av sosiale kommunikasjonsferdigheter. For spedbarn med risiko for sosiale kommunikasjonsforstyrrelser vil hovedresultatet være utviklingsstatus, med nevroavbildningsmålinger brukt som prediktorer.