Preterm birth and the burden of long-term cognitive impairments: neural mediators of risk and resilience
Final Report Abstract
Eine zu frühe Geburt erhöht das Risiko für anhaltende kognitive Beeinträchtigungen. Dieses Risiko wird erhöht durch perinatale medizinische Komplikationen und entsprechende Therapien insbesondere postnatale mechanische Beatmung; dieses Risiko wird vermindert durch positive meist soziale Entwicklungsfaktoren wie die Güte der Eltern-Kind-Beziehung in der frühen Kindsentwicklung. Unklar war, durch welche Hirneigenschaften diese Risikoerhöhung bzw. -minderung vermittelt wird. Um diese Frage zu beantworten, nützten wir Daten der Bayerischen Entwicklungsstudie - eine Verlaufsbeobachtung von sehr früh- und reifgeborenen Kindern, von deren Geburt 1985 bis heute mit Daten zu Geburt, Komplikationen und Behandlung, soziale und kognitive Entwicklung und MRT-basierte Hirnuntersuchungen. Wir fanden, dass perinatale Komplikationen und Behandlungen im Allgemeinen und postnatale Beatmung im Besonderen zu anhaltenden Hirnveränderungen im Erwachsenenalter nach sehr früher Geburt vor Vollendung der 33. Schwangerschaftswoche führen können – und zwar in Hirnrinde, dem Übergang von Hirnrinde zur weißen Substanz und in den Faserverbindungen von der Hirnrinde zum Thalamus sowie in speziellen Kernen der Amygdala (i.e., akzessorischer basaler Kern). Wir fanden, dass eine gute Eltern-Kind-Beziehung im ersten Lebensjahr mit einer dickeren Hirnrinde verknüpft ist. Bemerkenswerterweise fanden wir, dass die Dicke der Hirnrinde nicht nur mit perinatalen Komplikationen und Behandlungen sowie der Eltern-Kind-Beziehung korreliert, sondern auch mit der kognitiven Leistungsfähigkeit Erwachsener nach sehr früher Geburt. D.h. kurz, die Hirnrinde scheint die Einflüsse von Risikofaktoren (z.B. perinatale Komplikationen und Behandlung) und Resilienzfaktoren (z.B. Güte der Eltern-Kind-Beziehung) auf die erwachsene Kognitionsleistung nach sehr früher Geburt zu vermitteln. Wir schließen aus diesen Ergebnissen, dass die Entwicklung zukünftiger Therapien von anhaltenden kognitiven Beeinträchtigungen nach Frühgeburt auf zwei mögliche Ziele ausgerichtet sein sollte: Verbesserung der frühen Eltern-Kind-Beziehung und Verringerung der Minderung der Hirnrindendicke nach Frühgeburt.
Publications
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Decreased cortical thickness mediates the relationship between premature birth and cognitive performance in adulthood. Human Brain Mapping, 41(17), 4952-4963.
Schmitz‐Koep, Benita; Bäuml, Josef G.; Menegaux, Aurore; Nuttall, Rachel; Zimmermann, Juliana; Schneider, Sebastian C.; Daamen, Marcel; Scheef, Lukas; Boecker, Henning; Zimmer, Claus; Gaser, Christian; Wolke, Dieter; Bartmann, Peter; Sorg, Christian & Hedderich, Dennis M.
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Hippocampal subfield volumes are nonspecifically reduced in premature‐born adults. Human Brain Mapping, 41(18), 5215-5227.
Hedderich, Dennis M.; Avram, Mihai; Menegaux, Aurore; Nuttall, Rachel; Zimmermann, Juliana; Schneider, Sebastian C.; Schmitz‐Koep, Benita; Daamen, Marcel; Scheef, Lukas; Boecker, Henning; Zimmer, Claus; Baumann, Nicole; Bartmann, Peter; Wolke, Dieter; Bäuml, Josef G. & Sorg, Christian
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Reduced apparent fiber density in the white matter of premature-born adults. Scientific Reports, 10(1).
Menegaux, Aurore; Hedderich, Dennis M.; Bäuml, Josef G.; Manoliu, Andrei; Daamen, Marcel; Berg, Ronja C.; Preibisch, Christine; Zimmer, Claus; Boecker, Henning; Bartmann, Peter; Wolke, Dieter; Sorg, Christian & Stämpfli, Philipp
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Aberrant cholinergic basal forebrain functional connectivity in premature born adults, Deutsche Gesellschaft für Neuroradiologie 2021
Brandes E., Schmitz-Koep B., Zimmermann J., Menegaux A., Nuttall R., Bäuml J.G., Schneider S.C., Zimmer C., Wolke D., Bartmann P., Hedderich D.M. & Sorg C.
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Aberrant cortico-thalamic structural connectivity in premature-born adults. Cortex, 141, 347-362.
Menegaux, Aurore; Meng, Chun; Bäuml, Josef G.; Berndt, Maria T.; Hedderich, Dennis M.; Schmitz-Koep, Benita; Schneider, Sebastian; Nuttall, Rachel; Zimmermann, Juliana; Daamen, Marcel; Zimmer, Claus; Boecker, Henning; Bartmann, Peter; Wolke, Dieter & Sorg, Christian
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Within amygdala: Basolateral parts are selectively impaired in premature-born adults. NeuroImage: Clinical, 31, 102780.
Schmitz-Koep, Benita; Zimmermann, Juliana; Menegaux, Aurore; Nuttall, Rachel; Bäuml, Josef G.; Schneider, Sebastian C.; Daamen, Marcel; Boecker, Henning; Zimmer, Claus; Wolke, Dieter; Bartmann, Peter; Hedderich, Dennis M. & Sorg, Christian
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Altered Gray Matter Cortical and Subcortical T1-Weighted/T2-Weighted Ratio in Premature-Born Adults. Biological Psychiatry: Cognitive Neuroscience and Neuroimaging, 8(5), 495-504.
Schmitz-Koep, Benita; Menegaux, Aurore; Gaser, Christian; Brandes, Elin; Schinz, David; Thalhammer, Melissa; Daamen, Marcel; Boecker, Henning; Zimmer, Claus; Priller, Josef; Wolke, Dieter; Bartmann, Peter; Sorg, Christian & Hedderich, Dennis M.
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Altered gray‐to‐white matter tissue contrast in preterm‐born adults. CNS Neuroscience & Therapeutics, 29(11), 3199-3211.
Schmitz‐Koep, Benita; Menegaux, Aurore; Zimmermann, Juliana; Thalhammer, Melissa; Neubauer, Antonia; Wendt, Jil; Schinz, David; Daamen, Marcel; Boecker, Henning; Zimmer, Claus; Priller, Josef; Wolke, Dieter; Bartmann, Peter; Sorg, Christian & Hedderich, Dennis M.
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Indirect evidence for altered dopaminergic neurotransmission in very premature‐born adults. Human Brain Mapping, 44(15), 5125-5138.
Schinz, David; Schmitz‐Koep, Benita; Zimmermann, Juliana; Brandes, Elin; Tahedl, Marlene; Menegaux, Aurore; Dukart, Juergen; Zimmer, Claus; Wolke, Dieter; Daamen, Marcel; Boecker, Henning; Bartmann, Peter; Sorg, Christian & Hedderich, Dennis M.
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Heterogeneous, temporally consistent, and plastic brain development after preterm birth. openRxiv.
Thalhammer, Melissa; Seidlitz, Jakob; Neubauer, Antonia; Menegaux, Aurore; Schmitz-Koep, Benita; Di Biase, Maria A.; Schulz, Julia; Dorfschmidt, Lena; Bethlehem, Richard A. I.; Alexander-Bloch, Aaron; Adamson, Chris; Ball, Gareth; Zimmer, Claus; Daamen, Marcel; Boecker, Henning; Bartmann, Peter; Wolke, Dieter; Hedderich, Dennis M. & Sorg, Christian
