Spegelneuronnätverksdysfunktion som en tidig biomarkör för neuroutvecklingsstörning

Syfte: Denna undersökning har två huvudmål: 1) kombinera två barnvänliga hjärnavbildningstekniker och stokastisk modellering för att fastställa den neurala grunden för utvecklingen av imitation och mimik hos mänskliga spädbarn och 2) använda maskininlärning för att identifiera hjärnaktiveringsmönster som förutsäger försämring av imitation och mimik hos spädbarn med risk för sociala kommunikationsstörningar.

Studiepopulation: Denna studie kommer att fokusera på två grupper av spädbarn. Den första gruppen inkluderar 60 typiskt utvecklande spädbarn, som kommer att slutföra imitations- och neuroavbildningsparadigmet i åldrarna 9-12 månader (+/- 2 veckor) och igen vid 12 månaders ålder

(+/- 2 veckor). Den andra gruppen inkluderar 60 spädbarn med ökad risk för sociala kommunikationsstörningar, inklusive de med motorisk försening, språkförsening, för tidig födsel eller ett syskon med en autismspektrumstörning. Dessa spädbarn kommer att slutföra imitations- och neuroavbildningsparadigmet vid 12 månaders ålder (+/- 1 månad) samt en uppföljande utvärdering av social kommunikationsförmåga och utvecklingsstatus vid 24 månaders ålder (+/- 1 månad).

Design: Vi föreslår att genomföra longitudinella studier av förändringar i EEG- och fNIRS-korrelat av spegelneuronnätverksaktivitet i typisk utveckling och spädbarn med risk för försening av social kommunikation. Vi kommer att mäta både EEG-mu-undertryckning och hemodynamisk förändring över den motoriska cortexen under ett etablerat spädbarnshandlings-/observationsparadigm. Vid alla studiebesök kommer spädbarn också att genomföra utvecklingsbedömningar som mäter förmågor inom kognitiva, motoriska, språkliga och sociala domäner.

Resultatmått: Både neuroavbildningsmått och utvecklingsstatus kommer att fungera som resultat för denna studie. För de typiskt utvecklade spädbarnen kommer förändringar i neuroavbildningsmåtten (d.v.s. procent mu-undertryckning, procentuell oxihemoglobinförändring) att användas för att

karakterisera utvecklingen av spegelneuronsystemet, medan relationen mellan neuroavbildningsvariabler, deras banor och utvecklingsförmåga kommer att användas för att utveckla hypoteser om spegelneuronnätverkets roll i utvecklingen av social kommunikationsförmåga. För spädbarn som löper risk att drabbas av sociala kommunikationsstörningar kommer det huvudsakliga resultatet att vara utvecklingsstatus, med neuroimaging-mått som används som prediktorer.