Elektrofysiologisk sömnfenotypning och sömnberoende neuromognad i kliniska och friska pediatriska populationer

Detta är en multisite longitudinell studie med NIH som ledande plats. De andra platserna: Texas Children's Hospital, Boston Children's Hospital, Geisinger Medical Center, NYU och det NHLBI-stödda, områdesspecifika förrådet, National Sleep Research Repository (NSRR). Denna studie kommer att ta itu med datagapet som etablerats av två NIMH-sponsrade intramurala/extramurala workshops (2017 och 2018) inom området sömn och neuroutveckling genom att upprätta ett standardiserat, tillförlitligt protokoll för realtidsinsamling av forskningsdata om normala och onormala neuromognad förändringar som är sömnberoende. Det kommer att underlätta datadelning inom detta område och snabba upp upptäcktstakten. Sömn-EEG är en mycket fördelaktig modalitet för att tillhandahålla icke-invasiv, pålitlig, robust och reproducerbar avbildning av hjärnan hos unga och neuroutvecklingsstörda populationer. Sömn-EEG ger datainsamling av funktionell nätverksmikrostruktur med ett minskat signal/brusförhållande jämfört med insamling i vaket tillstånd. Dessutom har potentiella avvikelser från sömnprocessens naturliga ultradian och andra sömnoscillerande mönster potential att informera om underliggande utvecklande neuropatologi hos olika mikrostrukturer och neurotransmittorsystem innan uppkomsten av förmodat associerade beteendefenomen. Idealt sett kommer dessa oscillerande banor inte bara att kartläggas till utvecklingsbeteendefenotyper utan också till kliniska störningar i själva sömntillståndet, såsom de maligna sömnproblem som är vanliga vid neuropsykiatriska och neuroutvecklingssyndrom. Protokollet kommer att initiera upprättandet av en normativ databas för elektrofysiologiska sömndata i den utvecklande hjärnan. Störningar av särskilt intresse inkluderar autism, störningar av social kognition och andra neuroutvecklingsstörningar, barndomspsykiatriska störningar och unika kliniska presentationer av neurogenetiska syndrom, såsom de som är förknippade med genetiska störningar eller de med en unik familjehistoria. Studien planerar att använda ett kvantitativt, dimensionellt tillvägagångssätt för resultatmätning med avseende på adaptiv funktion hos barn och symtom på beteende- och/eller neuroutvecklingsproblem, oavsett diagnos.

Även om specifika skillnader i sömnarkitekturen (t.ex. stadier, rörelseavvikelser, cyklicitet, spindlar och andra biosignaturer som återspeglar anatomisk mikrostruktur) kan användas för att differentiera neuroutvecklingskohorter, ligger den enorma potentialen i denna föreslagna databas i förmågan att spåra funktionell anslutning (koherens) under sömn i den utvecklande hjärnan på ett longitudinellt, prospektivt sätt, och etablerar därigenom både normala och avvikande banor. Förutsägande samband kan bestämmas när dessa banor har etablerats. Koherensstudier skulle möjliggöra den potentiella återskapandet av neurala kretsar som understödjer olika hjärnfunktioner, såsom språk och uppmärksamhet. Att spåra banan för neural utveckling före och under utvecklingsfönstret när dessa kretsar mognar kommer att möjliggöra en förståelse för bästa möjliga interventionsfönster.

Mål: Det långsiktiga, primära målet med detta protokoll är att utvärdera i vilken grad utvecklingen och mognaden av sömnmönster, med betoning på förhållandet mellan dessa mönster och elektrofysiologiska signaler, kan förutsäga kognitiva och beteendemässiga resultat. Genom att bedöma deltagarna över tid kommer forskare att få ytterligare kunskap om rollen av onormal sömn, mätt både kliniskt och med polysomnogram, vid olika neuropsykiatriska/neuroutvecklingsstörningar och beteendesyndrom hos barn.

Studiepopulation: Det totala antalet deltagare som ska registreras kommer att sättas till N = 244 (6 månader till 8 år gamla) och kommer att inkludera följande:

1. Studie 1: N = 90 utan känd risk för neuroutvecklingsstörningar. Dessa inkluderar barn utan identifierade neuroutvecklingsproblem som får poäng inom förväntade åldersintervall på kognitiva och beteendemässiga screeners.

2. Studie 2: N = 154 barn i riskzonen för eller kända för att ha utvalda neuroutvecklings-/neuropsykiatriska störningar, baserat på något eller flera av följande kriterier:

   1. Inskriven i tidiga insatser
   2. Få några riktade terapier
   3. Neuroutvecklings- eller neuropsykiatrisk störning
   4. Failed Infant Toddler Checklist (ITC) (åldrar 6 månader 24 månader)
   5. Misslyckades med EI-screeningen (>24 månader)

Design: Studie 1 (N = 90) och Studie 2 (N = 154) använder samma accelererade longitudinella design.

Resultatmått: Det primära resultatmåttet i studie 1 är sömnspindelaktivitet. Studie 2 har ytterligare ett primärt resultat, Vineland Adaptive Behavior (VABS) Socialization growth scale. I båda studierna kommer sekundära utfallsmått att inkludera: andra egenskaper hos sömnspindlar, sömnrytmer (ultradian, dygnsrytm), makroarkitektur (stadier och latenser), mikroarkitektur (mått på anslutning och nätverksanalyser).

Prediktorer inkluderar andra neuroutvecklingsvariabler, inklusive andra domänpoäng från Vineland, IQ och kvantitativ mätning av beteendeproblem och social kommunikativ utveckling.