Struktur und Funktion des sensometrischen Systems nach extremer Frühgeburt: multimodale MRT Untersuchungen im Neugeborenenalter
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die vorliegenden Ergebnisse wurden unter Anwendung der sogenannten funktionellen MRT im Neugeborenenalter erhoben. Patienten nach extremer Frühgeburt (12 oder mehr Wochen vor dem natürlichen Geburtstermin) wurden mittels passiver einseitiger senso-motorischer Stimulation (rhythmische Auf- und Abbewegungen eines Armes) im MRT stimuliert. Unter Verwendung einer dafür speziell entwickelten MRT Kopfspule, die aufgrund ihrer Anpassung an die speziellen anatomischen Dimensionen des Neugeborenenkopfes, eine im Vergleich zu bishengen Kopfspulen höhere Empfindlichkeit in der Signalerfassung erlaubt, konnten somit ehemalig extrem frühgeborene Kinder zu einem sehr frühen Zeitpunkt unter optimierten Bedingungen funktionell charakterisiert werden. Die ermittelten Studienergebnisse beschreiben - im Vergleich zu allen bisher erhobenen und publizierten Studien zur senso-motorischen Stimulation bei Neugeborenen - erstmals robuste und reproduzierbare individuelle Aktivierungen des kontra lateralen senso-motorischen Kortex. Unsere funktionellen MRT Untersuchungen zeigen also schon in dieser frühen Entwicklungsphase des Gehirns Aktivierungsmuster, hervorgerufen durch einseitige passive Bewegung des Armes, die vergleichbar denen bei älteren Kindern bzw. im Erwachsenenalter sind. Da bei allen von uns untersuchten Patienten eine unauffällige weitere Entwicklung des Bewegungsvermögens während der ersten beiden Lebensjahre nachgewiesen werden konnte, ist davon auszugehen, dass dieses „lateralisierte" Muster der Hirnaktivierung auch der normalen Entwicklungsausprägung zu diesem frühen Zeitpunkt entspricht. Im Vergleich zu den bisher publizierten inkongruenten fMRT Untersuchungsergebnissen zur bewegungsabhängigen Gehirnaktivierung bei Früh- und Neugeborenen, haben die vortiegenden Untersuchungen experimentell die Annahme bestätigt, dass eine optimierte Signalerfassung der lokalen Gehirnakitivitat eine wichtige Voraussetzung für eine valide Darstellung dieser frühen Aktivierungsdaten im noch unreifen Gehirn darstellt. Weiterführende resting-brain Untersuchungen konnten erstmals zeigen, dass in relevantem Ausmass BOLD Aktivitäten in einem Frequenzspektrum > 0.1 Hertz darstellbar sind. Die Untersuchungen beschreiben eine gestationalters-abhänigige interhemissphärische Konnektivität und den Einfluss klinischer Parameter (Länge Intensivaufenthalt, Sepsis) auf die Ausbildung dieser frühen Konnektionen. Zukünftige Untersuchungen in Bristol werden Patienten mit nachgewiesener struktureller Gehirnschädigung nach extremer Frühgeburt und weiteren prognostischen Risikofaktoren für eine gestörte motorische Entwicklung (im Vergleich zu termgeborenen Kindern) einschliessen. Damit rückt erstmals die Vision einer „frühen" funktionellen Diagnostik spezifischer Hirnfunktionen bei FG in realistische Nähe und sollte langfristig wichtige Informationen zur klinischen und möglicherweise prognostischen Evaluation liefern.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Diffusion weighted imaging (DWI) of the corticospinal tract (CST) in extremely preterm infants at term equivalent age. Acta Paediatrica 2009; Suppl 460: 153
Heep A, Born M, Zimmermann N, Boecker H, Scheef L
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Cerebral MRI of Preterm Neonates at Term Equivalent Age at 3 Tesla: Hints at White Matter Damage on T2- and Diffusion Weighted Images. Klin Pediatr 2010;222(7):443-8
Born M, Scheef L, Boecker H, Heep A
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Funktionelle Bildgebung in der Neonatalperiode. Monatsschrift Kinderheilkunde 2012; 160: Suppl 1, 37
Scheef L
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Challenging current concepts regarding laterality and direction of BOLD signal changes in functional neonatal brain imaging. Arch Dis Child 2014; 99: Suppl 2 A377
Heep A, Scheef L, Born M, Boecker H
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Improved Characterisation of Neonatal Functional Brain Networks Using Accelerated fMRI Acquisition with Multiband EPI. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed. 2014 Jun; 99: Suppl 1 A73-4
Smith-Collins A, Luyt K, Kauppinen R, Heep A
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High frequency functional brain networks in neonates revealed by rapid acquisition resting state fMRI. Hum Brain Mapp. 2015 Mar 18 [Epub ahead of print]
Smith-Collins AP, Luyt K, Heep A, Kauppinen RA
