Используя новую технику визуализации, исследователи Национальной системы здравоохранения детей впервые продемонстрировали, что в мозге этих младенцев из группы высокого риска уже проявляются признаки функционального нарушения еще до того, как они перенесут корректирующую операцию на открытом сердце. Изучив всю топографию мозга новорожденных, команда обнаружила неповрежденную глобальную организацию — эффективные и эффективные сети небольшого мира — но при этом уменьшенную функциональную связь между ключевыми областями мозга.«Надежная нейронная сеть имеет решающее значение для нейронов, чтобы путешествовать по назначению, и для тела, чтобы выполнять инструкции нервных клеток.
В этом исследовании мы обнаружили, что плотность связей между богатыми клубными узлами уменьшилась, а также уменьшилась связь между критически важные центры мозга ", — говорит Кэтрин Лимперопулос, доктор философии, директор Лаборатории исследования развития мозга Детского национального университета и старший автор исследования, опубликованного 28 сентября 2017 года в журнале NeuroImage: Clinical. «ИБС нарушает то, как насыщенная кислородом кровь течет по всему телу, в том числе в мозг. Несмотря на нарушение гемодинамики, младенцы с ИБС все еще могут эффективно передавать нейронную информацию между соседними областями мозга и между отдаленными областями».Исследовательская группа, возглавляемая доктором медицины, доктором философии Джозефином Де Асис-Круз, сравнила функциональную связность всего мозга у 82 здоровых доношенных новорожденных и 30 новорожденных с ИБС до корректирующей операции на сердце. Обычная визуализация не выявила повреждений мозга ни в одной из групп.
Команда использовала магнитно-резонансную томографию с функциональной связностью в состоянии покоя (rs-fcMRI), метод визуализации, который характеризует колеблющиеся сигналы, зависящие от уровня кислорода в крови, из разных областей мозга, чтобы отобразить влияние ИБС на развивающийся мозг новорожденных.Новорожденные с ИБС имели более низкий вес при рождении и более низкие баллы по шкале APGAR (показатель того, насколько хорошо новорожденные дети живут вне матки) через одну и пять минут после рождения. Перед сканированием младенцев кормили, плотно заворачивали в теплые одеяла, надежно укладывали с помощью вакуумных подушек, а их уши были защищены берушами и наушниками.
В то время как младенцы с ИБС имели неизменную топологию глобальной сети, тщательное изучение конкретных областей мозга выявило функциональные нарушения в подсети узлов у новорожденных с сердечными заболеваниями. Подкорковые области были вовлечены в большинство затронутых связей. Команда также обнаружила более слабую функциональную связь между правым и левым таламусом (областью, которая обрабатывает и передает сенсорную информацию) и между правым таламусом и левой дополнительной моторной областью (часть коры головного мозга, которая помогает контролировать движение).
Области с пониженной функциональной связностью, отображаемые с помощью rs-fcMRI, совпадают с региональными аномалиями мозга, описанными в исследованиях изображений, проведенных с помощью традиционной МРТ и визуализации тензора диффузии.«Глобальная сетевая организация сохраняется, несмотря на ИБС, а небольшие глобальные сети мозга у новорожденных демонстрируют замечательную способность противостоять травмам головного мозга в раннем возрасте», — добавляет Лимперопулос. «Эти нетронутые, эффективные сети« маленького мира »служат хорошим предзнаменованием для ранней терапии и реабилитационных вмешательств, направленных на снижение риска развития у новорожденных долгосрочных неврологических нарушений, которые могут способствовать возникновению проблем с исполнительной функцией, двигательной функцией, обучением и социальным поведением».