Dziecięce wyniki przedwczesnych nieprawidłowości mózgu

Szczególnie ważne dla rozwoju mózgu dziecka są ostatnie miesiące ciąży, a konsekwencje przedwczesnego porodu dla jego rozwoju mogą być znaczne. Dzieci urodzone przedwcześnie są bardziej narażone na różne zaburzenia poznawcze i wykazują więcej zaburzeń zachowania niż dzieci urodzone w terminie. Dlatego wczesne wykrywanie i leczenie dzieci z grupy ryzyka jest niezbędne. Istnieje coraz więcej dowodów na znaczące nieprawidłowości objętościowe w strukturach podkorowych wcześniaków, które mogą być związane z negatywnymi długoterminowymi wynikami neurorozwojowymi. Zrozumienie tych nieprawidłowości może pomóc w wyjaśnieniu leżącej u ich podstaw patofizjologii i umożliwić wczesne określenie pacjentów z grupy ryzyka, co pomogłoby w opracowaniu nowych strategii leczenia. Jednak do chwili obecnej wciąż brakuje czułych, wiarygodnych i dostępnych algorytmów, które byłyby w stanie scharakteryzować wpływ wcześniactwa na anatomię struktur podkorowych mózgu noworodka. Ponadto niewiele badań dotyczyło bezpośrednio długoterminowych implikacji neurorozwojowych tych nieprawidłowości struktur podkorowych u noworodków. Przewidywanie długoterminowych wyników neurorozwojowych na wczesnym etapie – najlepiej w wieku noworodkowym – prawdopodobnie będzie miało transformacyjny wpływ na ich wyniki. Nasze wstępne dane wskazują na znaczące różnice morfologiczne w skorupie, komorach, ciele modzelowatym i wzgórzu między noworodkami urodzonymi przedwcześnie i o czasie. Badacze proponują opracowanie biomarkerów wcześniactwa poprzez statystyczne porównanie właściwości morfologicznych i dyfuzyjnych struktur podkorowych między wcześniakami i noworodkami urodzonymi o czasie za pomocą rezonansu magnetycznego mózgu. Wyniki te zostaną następnie wykorzystane w ramach rzadkiego uczenia się do przewidywania długoterminowych wyników neurorozwojowych wcześniactwa. Hipotezy: Łącząc podkorowe właściwości morfologiczne i dyfuzyjne, będziemy w stanie: (1) nakreślić specyficzne zależności korelacyjne między strukturami regionalnie i różnie dotkniętymi normalnym dojrzewaniem i różnymi wzorami uszkodzenia istoty białej oraz (2) poprawić specyficzność neuroobrazowania w celu wcześniej przewidywać wyniki neurorozwojowe. Cel 1: Zbudowanie nowego zestawu narzędzi do analiz struktur podkorowych noworodków, które łączą 1) grupową analizę lassem znaczących obszarów zmian kształtu, 2) analizę strukturalnej sieci korelacji, 3) traktografię noworodków i 4) analizę opartą na tensorach na traktatach. Cel 2: Określenie biomarkerów wcześniactwa u noworodków z różnymi typami nieprawidłowości. Cel 3: Ocena potencjału predykcyjnego obrazowania i cech klinicznych dotyczących wyników neurorozwojowych wśród wcześniaków w wieku 9 i 18 miesięcy oraz 6-8 lat. Wpływ: Ta aplikacja zapewni pierwszą kompletną analizę sieci podkorowej u noworodków urodzonych w terminie i przedwcześnie urodzonych. W pierwszym tego rodzaju badaniu dotyczącym wcześniaków badacze wykorzystają rzadkie i wielozadaniowe uczenie się, aby określić, który z biomarkerów wcześniactwa przy urodzeniu jest najlepszym predyktorem długoterminowego wyniku. Oczekiwane odkrycia mogą poprawić zdolność przewidywania tych wyników i umożliwić zaprojektowanie wczesnych metod leczenia - zanim pojawią się lata patologicznego rozwoju mózgu i objawów.