Микроцефалия

\n

Масштабы проблемы

\n

\nМикроцефалия является редким состоянием. По оценкам, распространенность микроцефалии значительно варьируется из-за разных определений и в зависимости от целевых популяций. Ученые изучают потенциальную, хотя и не доказанную, связь между ростом числа случаев микроцефалии и вирусной инфекцией Зика.

\n

Диагностика

\n

\nМикроцефалию можно иногда диагностировать с помощью ультразвукового исследования плода. Наиболее подходящим периодом для диагностики является конец второго триместра (около 28 недель) или третий триместр беременности.

\n

\nНеобходимо измерять окружность головы новорожденных, как минимум, через 24 часа после родов и сопоставлять данные со стандартными показателями ВОЗ в области развития детей. Результаты интерпретируются с учетом гестационного возраста ребенка, а также его роста и веса. При наличии подозрений ребенка направляют на осмотр к педиатру и на сканирование мозга, измеряют окружность его головы раз в месяц в раннем грудном возрасте и сопоставляют полученные данные со стандартными показателями. Врачи также должны проводить тесты на известные причины микроцефалии.

\n

Причины микроцефалии

\n

\nУ микроцефалии есть много потенциальных причин, но часто причина остается неизвестной. Наиболее распространенные причины включают:

\n

\n
• внутриутробные инфекции: токсоплазмоз (вызываемый паразитом, обнаруживаемым в мясе, которое не прошло надлежащую тепловую обработку), краснуха, герпес, сифилис, цитомегаловирус и ВИЧ;

\n

• воздействие токсических химических веществ: воздействие на мать тяжелых металлов, таких как мышьяк и ртуть, алкоголя, радиации и курения;

\n

• генетические патологии, такие как синдром Дауна; и

\n

• тяжелая недостаточность питания во время внутриутробного развития.

\n

\n

Признаки и симптомы

\n

\nУ многих детей, рожденных с микроцефалией, при рождении могут отсутствовать другие симптомы, но позже могут развиваться эпилепсия, церебральный паралич, нарушения обучаемости, потеря слуха и проблемы со зрением. Некоторые дети с микроцефалией развиваются совершенно нормально.

\n

Лечение и уход

\n

\nСпециального лечения микроцефалии нет. Для оценки состояния и лечения новорожденных и детей с микроцефалией необходима многопрофильная группа специалистов. Раннее проведение мероприятий по стимулированию и игровых программ может оказывать положительное воздействие на развитие. Семейное консультирование и поддержка родителей также очень важны.

\n

Деятельность ВОЗ

\n

\nС середины 2015 года ВОЗ тесно сотрудничает со странами Америки в проведении расследований и принятии ответных мер в связи со вспышкой болезни.

\n

\nВ Стратегической программе ответных мер и плане совместных действий изложены шаги, предпринимаемые ВОЗ и партнерами в связи с вирусом Зика и потенциальными осложнениями:

\n

\n
• Тесное сотрудничество с пострадавшими странами в проведении расследований вспышки, вызванной вирусом Зика, и принятии ответных мер в связи с необычным ростом числа случаев микроцефалии.

\n

• Взаимодействие с местными сообществами для передачи информации о рисках, связанных с болезнью, вызванной вирусом Зика, и о том, как они могут защититься.

\n

• Предоставление рекомендаций и смягчение потенциального воздействия на женщин детородного возраста и беременных, а также на семьи, пострадавшие от вируса Зика.

\n

• Оказание содействия пострадавшим странам для улучшениия медицинской помощи беременным женщинам и семьям с детьми, рожденными с микроцефалией.

\n

• Расследование регистрируемого роста случаев микроцефалии и возможной связи с вирусной инфекцией Зика при участии экспертов и партнеров.

\n

\n

«,»datePublished»:»2018-02-16T09:06:00.0000000+00:00″,»image»:»https://www.who.int/images/default-source/imported/measure-microcephaly475-jpg.jpg?sfvrsn=7be7eab_0″,»publisher»:{«@type»:»Organization»,»name»:»World Health Organization: WHO»,»logo»:{«@type»:»ImageObject»,»url»:»https://www.who.int/Images/SchemaOrg/schemaOrgLogo.jpg»,»width»:250,»height»:60}},»dateModified»:»2018-02-16T09:06:00. 0000000+00:00″,»mainEntityOfPage»:»https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/microcephaly»,»@context»:»http://schema.org»,»@type»:»Article»};

Детский невролог. Первый визит | Детский невролог

Вашему малышу исполнился месяц. Пора посетить детского невролога, чтобы убедиться – у малыша все в порядке. А если что-то не так, выявить патологию в самом начале, не дать возможности заболеванию развиться и перейти в более тяжелую стадию.

Дело в том, что развитие ребенка раннего возраста — очень чувствительный признак состояния организма. Оно зависит как от наследственных особенностей, так и от сложного комплекса социальных условий и требует динамического наблюдения докторов.

Не забывайте показывать своего малыша специалистам-детскому неврологу- в установленные сроки — 1, 3, 6, 12 месяцев!

Если вы приглашаете специалиста на дом, то необходимо учесть следующее:

• осмотр ребенка должен проводиться на пеленальном столике или другой мягкой, но не прогибающейся поверхности;
• температура воздуха в помещении должна быть около 25° С, освещение ярким, но не раздражающим, обстановка спокойной, по возможности исключите отвлекающие факторы;
• осмотр желательно проводить через 1,5-2 часа после кормления.

Для определения уровня развития ребенка и исключения неврологической патологии имеет значение оценка сформировавшихся реакций на свет, звук, двигательной и психо-эмоциональной активности новорожденного и его внешний вид. В первую очередь детский невролог при осмотре месячного ребенка обратит внимание на форму и размер черепа, выражение лица, позу, вид кожных покровов.

Форма и размер черепа новорожденного

В момент родов при прохождении ребенка по родовым путям происходит наложение костей черепа друг на друга. Особенности течения родового процесса влияют на изменение формы черепа. При осложненном родовом акте может возникнуть резкое нахождение костей черепа друг на друга, и это приведет к его деформации, которая будет сохраняться достаточно длительное время, и с этим приходится иметь дело детскому неврологу.

Изменение формы черепа может выражаться в сохранении припухлости мягких тканей головы в том месте, которым ребенок продвигался вперед по родовым путям. Припухлость исчезает в течение первых 2-3 суток. Кефалогематома (кровоизлияние под надкостницу) также изменяет форму черепа. Она рассасывается медленнее, чем припухлость, и этот процесс требует наблюдения специалистов (невролог, хирург). Изменение формы черепа связано и с возрастными особенностями. У новорожденного череп вытянут в передне-заднем направлении, а через несколько месяцев увеличится поперечный размер черепа, и форма его изменится.

Некоторое изменение формы и размера черепа может быть и при нормальном развитии у недоношенных детей, или при частом укладывании ребенка на один и тот же бок, или при длительном лежании ребенка на спине. Все эти особенности, считают детские неврологи, сами по себе не несут отрицательного значения для развития ребенка, если на их фоне не возникает других провоцирующих факторов.

Роднички

Осмотр родничка детским неврологом — практически обязательная процедура. Роднички расположены в области схождения костей черепа. Передний, большой, родничок расположен между лобными и теменными костями. При рождении он имеет размеры от 2,5 до 3,5 см, затем постепенно уменьшается к 6 месяцам и в 8-16 месяцев закрывается. Задний, малый, родничок расположен между теменными и затылочными костями. Он имеет небольшие размеры и закрывается к 2-3 месяцам.

При патологических процессах, сопровождающихся повышением внутричерепного давления, роднички закрываются позднее, а бывает, что и вновь открываются. Малые размеры переднего родничка могут быть вариантом нормы, если они не сопровождаются уменьшением окружности черепа, темпов ее прироста и задержкой психомоторного развития.

Вышеперечисленные признаки не ограничивают всего многообразия возможных вариантов отклонений у ребенка раннего возраста. Однако следует иметь в виду, что любой необычный вариант внешности ребенка требует тщательного обследования и наблюдения за его ростом и развитием, что отлично известно детским неврологам.

Как растет голова новорожденного-важный момент, на который обращает внимание специалист-деткий невролог.

У новорожденного в среднем окружность головы равна 35,5 см (нормальным считается диапазон 33,0-37,5 см). Наиболее интенсивный прирост окружности головы у доношенных детей отмечается в первые 3 месяца — в среднем это 1,5 см за каждый месяц. Затем прирост несколько снижается, и к году окружность головы ребенка в среднем равна 46,6 см (границы нормы 44,9 — 48,9 см).

Окружность головы у недоношенного ребенка увеличивается быстрее, чем у доношенного, и прирост максимально выражен в период активной прибавки массы тела, а к концу 1-го года жизни достигает нормальных величин. Исключение составляют глубоко недоношенные дети.

Детский невролог предупреждает, что всегда следует иметь в виду, что даже при нормальном развитии ребенка могут быть физиологические отклонения от средних величин, которые часто связаны с конституциональными особенностями или воздействием окружающей среды.

Прямо с рождения вы можете самостоятельно контролировать прирост окружности головы ребенка, который является одним из основных показателей нормы и патологии. Для этого еженедельно измеряйте окружность головы ребенка и фиксируйте полученные цифры в специально заведенной тетради. Сантиметровую ленту при измерении располагайте по наиболее выступающим точкам черепа (лобные и затылочные бугры). Желательно, чтобы измерения проводил один и тот же человек во избежание субъективных ошибок.

Помимо прироста окружности головы, подчеркивают специалисты — детские неврологи — можно контролировать прирост окружности груди, являющийся одним из общих антропометрических показателей развития ребенка. Для этого еженедельно измеряйте окружность грудной клетки в тот же день, когда измеряете окружность головы. Сантиметровую ленту располагайте на уровне линии сосков ребенка.

Проводя эти несложные измерения, вы поможете врачу детскому неврологу составить объективную картину развития ребенка, да и сами сможете быть спокойны, исключив возможность развития серьезных заболеваний (в норме ежемесячный прирост окружности головы первые три месяца у доношенного ребенка не должен превышать 2 см в месяц; до года окружность грудной клетки больше окружности головы ребенка приблизительно на 1 см).

Разумеется, не всякое ли отклонение от нормы однозначно свидетельствует о патологическом состоянии ребенка. Клинические наблюдения показывают, что есть множество факторов, которые влияют на форму и размер головы младенца.

Конечно, даже небольшое увеличение или уменьшение окружности черепа у новорожденного по сравнению с возрастной нормой можно рассматривать как фактор риска в отношении развития гидроцефалии или микроцефалии, однако не следует впадать в панику, едва обнаружив, что головка ребенка немного больше или меньше нормы: это обстоятельство должно, прежде всего, стать сигналом к необходимости проведения дополнительных обследований прежде всего высококвалифицированным детским неврологом для исключения патологических состояний.

Абсолютно безопасным и достоверным методом является нейросонография (ультразвуковое исследование головного мозга через большой родничок). Это исследование поможет не только увидеть изменения структуры головного мозга и признаки повышения внутричерепного давления, но и оценить кровоток по основным сосудам головного мозга.

Еще более достоверным методом является ядерно-магнитный резонанс головного мозга (ЯМР), однако данное исследование для малышей осуществляется под общим наркозом, поэтому проводят его только по достаточно веским показаниям. Необходимо также получить консультацию нейрохирурга и окулиста.

Размеры головы новорожденного по месяцам

С момента рождения малыша врачи производят с ним множество манипуляций, одной из которой является измерение объема головы новорожденного. Эта цифра может о многом рассказать педиатрам. Чтобы вовремя предупредить развитие у ребенка некоторых опасных заболеваний, родители сами могут определять размеры окружности головы своего чада.

Каким ребенок появляется на свет?

У новорожденного в первые дни наблюдается небольшой отек головы. Это совершенно нормальное явление, которого не надо бояться. Опухоль возникает вследствие испытываемой нагрузки во время прохождения по родовым путям. Поскольку в норме ребенок появляется на свет головкой вперед, череп берет на себя основную нагрузку. Через пару дней после рождения отек исчезает.

В зависимости от анатомического строения материнского организма выделяют две формы черепа новорожденного:

• башенную, похожую на овал;
• брахицефалическую, округлую, с буграми на лбу.

Если во время родов у ребенка произошел незначительный сдвиг черепных костей, не стоит беспокоиться. Это явление тоже считается нормой. Постепенно кости сами встанут на свои места.

Гораздо опаснее может быть несоответствие роста объемов головы новорожденного врачебным нормам. Этот факт может стать симптомом опасных болезней.

Как производить замеры?

Объем головы новорожденного обычно на пару сантиметров превышает размеры груди и составляет в среднем 33-34 см. У мальчиков и девочек эти показатели могут отличаться: у девочек окружность головы от природы меньше, чем у мальчиков.

В течение месяца объем головы новорожденного увеличивается на 2-3 см. Уже в 3-4 месяца показатели окружности головы и грудной клетки сравняются, но уже к полугодовалому возрасту рост грудной клетки будет опережать размеры головы. Если в 4-6 месяцев прирост черепа составляет около 1 см, то после 6 месяцев он будет вырастать не более чем на полсантиметра ежемесячно.

Приведенная ниже таблица даст полное представление о том, каковы должны быть размеры головы новорожденного по месяцам.

Таблица

Таблица ориентировочная, ведь развитие ребенка происходит индивидуально, однако существенные отклонения оставлять без внимания врача нельзя.

Когда следует бить тревогу?

Стремительный рост головы новорожденного в первые месяцы и явное несоответствие норме могут быть признаком гидроцефалии. Заболевание заключается в том, что в спинном мозге скапливается слишком много жидкости, которая давит на череп. Ребенок, размеры головы которого чересчур увеличены, должен находиться под постоянным контролем невропатолога.

В медицине известен и обратный процесс, когда окружность головы меньше требуемой нормы. Такое заболевание носит название микроцефалии и может диагностироваться во время беременности. В этом случае женщине делают аборт по медицинским показаниям.

Если микроцефалия развивается у рожденного ребенка, он требует немедленного комплексного лечения.

Как измерить объем головы самостоятельно?

Определить размеры головы своего ребенка родители могут сами, не обращаясь к врачу. Для этого нужно взять эластичную ленту, на которую нанесены сантиметровые деления. Если таковой дома не найдется, воспользуйтесь обыкновенной тесьмой или лентой. Обхватите голову ребенка лентой на уровне бровей и зафиксируйте место встречи обоих концов. Если вы используете ленту без делений, можно замерить полученный отрезок линейкой.

Во время процедуры малыш должен быть абсолютно спокоен, иначе полученные размеры будут неточными. Благодаря такой несложной манипуляции родители смогут контролировать физическое развитие своего малыша и первыми «забить тревогу», если что-то пошло не так.

Размеры окружности головы – важный показатель здоровья новорожденного, который не стоит оставлять без внимания. Благодаря ему удается предупредить и вовремя произвести лечение многих серьезных заболеваний.

Какая окружность головы у новорожденного ребёнка

Прочитав эту статью, Вы узнаете какие существуют нормы для окружности головы у новорожденного, научитесь правильно её измерять и полностью контролировать физическое развитие своего малыша.
Содержание:

Вы не раз слышали, что существуют базовые показатели правильного развития у детей. Эти данные разделены по отдельным возрастным периодам как для мальчиков, так и для девочек по отдельности. Особенно тщательно зафиксированы нормы для новорожденных детей. Ведь согласно этим данным каждый специалист может сделать первые заключения о физическом развитии младенца даже в первые минуты жизни.

Вам необходимо обязательно знать, эти нормы для младенцев сразу после рождения — обхват головы в среднем должен быть равен 34 -35см.

Помните!

Любое отклонение от этой нормы должно послужить серьёзным поводом беспокойства для каждого родителя

Ведь само отклонение может показать, что у ребёнка развивается патология: гидроцефалия, когда в головном мозге малыша скапливается жидкость, или микроцефалия.
Хотя часто эти отклонения происходят в результате физиологических особенностей, которые заранее генетически обусловленны для самого малыша. Очень важно, чтобы окружность головы ни в коем случае не превышала размера грудной клетки. Но и в этом правиле есть исключение: возможен одинаковый размер окружности только в период активного роста, когда голова и грудь у ребёнка сравниваются между собой.

Помните!

Окончательный диагноз врач может установить только при помощи УЗИ

Возможно, Вам будет интересно узнать, что всемирной врачебной практике у недоношенных детей является нормой показатели меньше 34 -35см и сам активный рост окружности головы активно увеличивается позднее, чем у доношенных детей.

В этом видео материале Вы узнаете какие еще измерения окружности головы проводят специалисты

Вы замечаете, как детский врач обязательно регулярно измеряет и фиксирует рост окружности головы Вашего новорожденного малыша при каждом плановом осмотре в первые полгода жизни.
Для полной уверенности Вы можете самостоятельно проделывать такие измерения дома. Приготовьте только для этого сантиметровую мягкую ленту с делениями. Сам замер должен проходить по самой линии бровей спереди и по затылочному бугру сзади.

Не забудьте, что при этом очень важно полное эмоциональное спокойствие Вашего малыша. Так как во время плача или крика Вам не удастся получить точные данные.

Помните!

Только в начале развития гидроцефалического синдрома возможно резкое увеличение окружности головы в сравнении с предыдущими данными

При нормальном развитии ребёнка специалистами установлено, что в первые четыре месяца жизни его окружность головы может увеличится в среднем до 2см ежемесячно. А с 4-го месяца такой темп роста немного замедляется. В целом, за год размер головы новорожденного увеличивается на 12см.
К 15-16 неделе жизни в пропорциях тела малыша происходит уравнивание обхватов головы с грудной клеткой. Потом постоянно в норме будет быстрее расти грудная клетка, чем голова.
Для контроля за нормами развития Вы сможете следить по специально разработанным таблицам самого от рождения.

И пусть Вас не будет смущать непропорциональность соотношений черепа и грудной клетке у Вашего новорожденного.

Постепенно она выровняется и будет иметь привычный для человеческого организма вид.
Возможно, Вам понравится этот видео материал

«Зачем у грудничка измеряют окружность головы?»

Зачем измеряют окружность головы у грудничка и проверяют роднички?

Маргарита, г. Липецк

Для гармоничного развития головного мозга важны комфортные условия, то есть важно, чтобы череп малыша рос пропорционально. При измерении головы врач ориентируется на исходный размер и на увеличение окружности головы за каждый месяц. Важно обращать внимание также на форму головы и состояние родничков. Например, при быстром увелитчении окружности головы , наличии выраженных лобных бугров, выбухании, напряженности родничков нужно исключать гидроцефалию. При недостаточном приросте окружности и деформации формы головы нужно исключить краниостеноз — раннее закрытие черепных швов, ведь голова малыша растетт именно за счет их. При осмотре родничка оценивают его размер, пульсацию, выбухает он или западает, насколько мягки его края — все это важно для оценки работы нервной системы ребенка и исключения отклонений от нормы.

Сыну в роддоме сделали нейросонографию и нашли у него две псевдокисты. Могут ли они рассосаться сами собой или придется давать таблетки и делать уколы? Может быть, есть нелекарственные методы, помогающие быстро от них избавиться?

Варвара, г. Санкт-Петербург

Псевдокисты — это кистозные образования, располагающиеся под боковыми желудочками больших полушарий мозга, а также в области боковых углов передних рогов и тел боковых желудочков или в области пограничной полоски между головкой хвостатого ядра и зрительным бугром. Остальные жидкостные образования головного мозга, оболочек и сосудистых сплетений — это кисты. Псевдокисты представляют собой небольшие полости, заполненные жидкостью, образовавшиеся при внутриутробной закладке головного мозга. Если обследовать здорового человека, то можно найти их в разных органах. По-другому дела обстоят с кистами, которые появляются в результате кровоизлияний, гипоксии, внутриутробных инфекций, часто вызванных токсоплазмозом, вирусами герпеса. Они требуют дополнительного обследования и уточнения причины их появления. Что касается псевдокист, обычно, если ребенок не отстает в развитии, дополнительная терапия не требуется. Но необходимо наблюдаться у невролога, периодически его посещать и в рекомендованные врачом сроки делать нейросонограмму. Часто развитие малыша не страдает и кисты уменьшаются в размерах и рассасываются самостоятельно.

Объем головы новорожденного ребенка по месяцам (у мальчиков и девочек)

Сразу после рождения малыш подвергается всевозможным процедурам, которые выполняются неонатологами и медсестрами. Взвешивают, смывают с него слизь, кровь, а также измеряют объем головы ребенка. Последняя манипуляция играет важную роль, поскольку она может многое рассказать врачам.

О чем следует знать?

Практически все новорожденные появляются на свет божий с отеком головы, именуемым родовой травмой. Порой мамы сами отмечают, что малыш на 3-4 день внешне изменился в лучшую сторону. На самом деле спал отек, который образовывается при родах. Как это происходит?

Когда наступает час икс и женщина понимает, что пришла пора рожать, ребенок уже начинает понемногу пробираться к выходу по родовому пути, который являет собой женские половые органы – мягкие ткани, прилегающие друг к другу. Малышу приходится буквально проталкиваться сквозь них, а поскольку он обычно идет вперед головкой – то основная нагрузка и давление лежит на ней.

Медицинские работники знают, что отек головы – нормальное явление для новорожденного, который проходит за 2 дня и не требует никакого лечения. Более того, он совершенно безболезненный и малыш попросту его не чувствует.

Размеры после рождения

После рождения объем головы у месячного ребенка составляет примерно 34 см, в зависимости от пола ребенка. Есть небольшая разница между мальчиками и девочками, проявляющаяся в том, что у последних окружность меньше. Буквально за месяц голова у новорожденных в размерах вырастает на 2,5 сантиметра. При этом объем грудной клетки у новорожденного составляет на 2 см меньше, нежели размеры черепа.

На 3-4 месяце объем головы уже равен размеру грудной клетки, окружность первой составляет примерно 40 см. То есть череп растет довольно интенсивно – по полтора-два сантиметра в месяц.

Обычно голова новорожденного на несколько сантиметров больше объема грудной клетки

Затем рост головы замедляется, на первый план выходит рост грудной клетки. В полугодовалом возрасте объем составляет 43 см, в месяц прирастает всего по одному сантиметру.

После полугода в месяц добавляется не более чем по 0,5 см. Таким образом, в годовалом возрасте объем головы у ребенка составляет около 47 см.

Таблица

Ниже приведены показатели нормального роста в таблице.

Однако стоит помнить, что у недоношенных малышей обычно наблюдаются незначительные отклонения от нормы, которые выражаются в уменьшенных размерах.

Активный рост у них наблюдается немного позднее, чем у нормальных детей. Следовательно, эта таблица – всего лишь образец классического роста размеров головы у младенца, на самом деле все происходит индивидуально.

Тревожные сигналы

Безусловно, рост организма в целом и его частей по отдельности – дело личное, каждый ребенок развивается по-своему. Однако существуют определенные стандарты, хорошо известные педиатрам и неонатологам, согласно которым бывают симптомы ненормального роста.

Например, если головка новорожденного стремительно увеличивается в размерах вскоре после рождения, это яркое свидетельство прогрессирующей гидроцефалии. Болезнь характеризуется тем, что в спинномозговых каналах образуется много жидкости, которая «распирает» череп. При таких симптомах обязательно следует показаться врачу-невропатологу.

При слишком маленьких размерах головы в основном наблюдается микроцефалия – уменьшенный мозг. Такое заболевание, порой, можно увидеть еще на УЗИ во время беременности женщины. Микроцефалия часто служит поводом для прерывания беременности по мед. показаниям.

Если объем головы ребенка чересчур маленький – немедленно проконсультируйтесь с невропатологом, поскольку это также серьезная болезнь, требующая комплексного лечения.

Как измеряются размеры головы у детей?

Вы можете самостоятельно регулярно измерять объем крошечной головки и записывать в специальную тетрадь все имеющиеся показатели измерения. Для этой процедуры вам понадобится мягкая лента с четким разделением на сантиметры.

Ребенка следует уложить на кушетку, диван или на стол. Важно, чтобы малыш не плакал и не кричал во время манипуляции, поскольку результаты, полученные во время перевозбуждения младенца, могут быть не совсем верными.

Измерение проводится на линии бровей. Следует просто надеть ленту на голову до указанного уровня и записать полученный результат. Так вы сможете контролировать состояние роста у своего крохи. При наличии отклонений вы первой будете знать о них и сможете быстро среагировать в подобной ситуации.

Не стоит волноваться, в любом случае симптомы отклонений быстро проявляются, и вы сразу увидите нарушение в росте головы. Гораздо важнее не медлить и срочно обратиться за помощью к специалистам.

Окружность головы новорожденного ребенка

При рождении, а потом каждый месяц во время планового осмотра, детский врач непременно будет измерять окружность головы новорожденного малыша. Наряду с другими параметрами (ростом, весом, обхватом груди) этот играет немаловажную роль: по нему можно судить о темпах и нормах развития младенца. Очень большая или очень маленькая головка малыша нередко указывает на развитие патологии — гидроцефалии или микроцефалии. Но, как правило, отклонение от нормы этого показателя является генетически обусловленной физиологической особенностью ребенка.

Чтобы у родителей не возникало лишних волнений по этому поводу, давайте сегодня вместе изучим данный вопрос.

Окружность головы ребенка: нормы

Первые замеры производятся сразу при рождении младенца. Этот показатель составляет в среднем 34-35 см. На протяжении первого года жизни головка малыша будет стремительно расти, увеличившись к концу 12 месяца в среднем на 12 см.

Самым активным периодом роста головы младенца является первый квартал: к 3-4 месяцам окружность головы ребенка составит 40-42 см (в каждый из этих месяцев прибавляется по 1,5-2 см). Приблизительно в это время она сравняется с окружностью груди, которая увеличивается еще более интенсивно. Затем постепенно рост размеров головы будет немного замедляться по сравнению с ростом грудной клетки, и в дальнейшем, до конца жизни в норме грудная клетка у человека остается большей по объему, чем голова.

Чтобы оценить темпы и нормы развития новорожденного по объему его головки, существует простая формула вычисления «нормальной» окружности головы годовалого ребенка. За ориентир берется 6-месячный возраст, в котором обхват головы в среднем составляет 43 см. Для определения нормы в любой из предыдущих месяцев необходимо на каждый из них вычесть по 1,5 см.

• Пример: в 4 месяца средняя окружность головы младенца составляет 40 см (43– 1,5– 1,5=40).

Чтобы определить, какая норма этого показателя для ребенка в возрасте после полугода, к 43 см следует прибавить по 0,5 см на каждый месяц, приходящийся после 6.

• Пример: в 9 месяцев средняя окружность головы ребенка составляет 44,5 см (43+0,5+0,5+0,5=44,5).

Описанный способ позволяет приблизительно вычислить окружность головы годовалого ребенка. Но, кроме того, существуют установленные нормы этого показателя для детей разных возрастов, причем отдельные для мальчиков и для девочек, поскольку у детей разных полов физиологические параметры немного отличаются.

Возрастная таблица окружности головы ребенка

У недоношенных новорожденных размер головы, как правило, бывает меньше среднего показателя, и начинает активно увеличиваться позже, чем у доношенных детишек — в период интенсивного набора веса.

Окружность головы новорожденного ребенка: отклонения от нормы

Следует сказать, что данный показатель всегда оценивается в комплексе с другими, и все вместе они определяют нормы роста и развития новорожденного. Кроме того, что такие измерения не несут диагностической информативности, если рассматриваются отдельно, отклонения от установленных норм в ряде случаев также могут быть вариантом нормы.

К примеру, если у кого-то из родителей в детстве (или даже во взрослом возрасте) была маленькая или большая головка, то ребенок также может иметь такую физиологическую особенность. Самое главное, чтобы она не превышала окружности грудной клетки, за исключением периода, когда они сравниваются между собой.

Тем не менее, если показатели окружности головы ребенка значительно отличаются от принятых усредненных норм, то к его внешности следует повнимательней присмотреться. Чрезмерно большая голова наряду с другими клиническими признаками (большими выпуклыми родничками, расходящимися швами, большим выступающим лбом, появлением венозной сетки на голове, выраженными неврологическими нарушениями и пр.) может свидетельствовать о развитии серьезной патологии — гидроцефалии, при которой в головном мозге скапливается жидкость. Очень маленькая головка вместе с другими характерными симптомами (небольшие или закрытые роднички, маленький «скошенный» лоб, неврологические нарушения и пр.) указывает на развитие микроцефалии. Обе эти патологии требуют обязательного лечения у специалиста. Диагноз можно опровергнуть или подтвердить при помощи УЗИ.

Как правильно измерить окружность головы ребенка?

Чтобы не теряться в ложных предположениях, окружность головы новорожденного ребенка необходимо измерить правильно. Для этого голова оборачивается мягкой сантиметровой лентой с делениями, проходящей спереди по линии бровей, а сзади — по затылочному бугру. Обязательным условием получения достоверных результатов замеров является эмоциональное спокойствие малыша: если он плачет или кричит, то полученные данные будут неточными.

Пусть вас не смущают размеры головы новорожденного: она всегда выглядит непропорционально по отношению к размерам тела.

Но по мере роста ребенка пропорции  будут выравниваться и приобретать привычный взрослому глазу вид. Если у ребенка будет развиваться какое-нибудь патологическое состояние, то врач (да и внимательные родители тоже) сможет сразу определить это по его внешности и самочувствию: гидроцефалия и микроцефалия заметны сразу либо же, если гидроцефалический синдром только начинает развиваться, окружность головы увеличивается резко по сравнению с предыдущими показателями. 

Специально для nashidetki.net- Екатерина ВЛАСЕНКО

Окружность головы — единственный полезный параметр для увеличения объема черепа при анализе роста черепа? | Медицина головы и лица

1.

Гейл С.Р., Уолтон С., Мартин С.Н. Рост головы плода и послеродовой период и риск снижения когнитивных функций в пожилом возрасте. Мозг. 2003. 126: 2273–8.

Артикул
PubMed

Google Scholar

5.

Камдар М.Р., Гомес Р.А., Ашерман Дж.А. Внутричерепные объемы у большой выборки здоровых детей. Plast Reconstr Surg. 2009; 124: 2072–5.

CAS
Статья
PubMed

Google Scholar

24.

Meyer-Marcotty P, Bohm H, Linz C, Kochel J, Stellzig-Eisenhauer A, Schweitzer T. Трехмерный анализ роста черепа в возрасте от 6 до 12 месяцев. Eur J Orthod. 2014; 36: 489–96.

CAS
Статья
PubMed

Google Scholar

32.

Кук Р., Лукас А., Юдкин П., Прайс-Дэвис Дж. Окружность головы как показатель массы мозга у плода и новорожденного.Early Hum Dev. 1977; 1: 145–9.

CAS
Статья
PubMed

Google Scholar

45.

Lavelle CL. Черепно-лицевой рост у пациентов с краниосиностозом.Acta Anat (Базель). 1985; 123: 201–6.

CAS
Статья

Google Scholar

53.

Tenhagen M, Bruse JL, Rodriguez-Florez N, Angullia F, Borghi A, Koudstaal MJ, Schievano S., Jeelani O, Dunaway D. Трехмерное ручное сканирование для количественной оценки изменений формы головы при хирургии сагиттального краниосиностоза с помощью пружин. J Craniofac Surg. 2016; 27: 2117–23.

Артикул
PubMed

Google Scholar

61.

Христофидес Э.А., Стейнманн МЭ. Новая антропометрическая карта для черепно-лицевой хирургии. J Craniofac Surg. 2010; 21: 352–7.

Артикул
PubMed

Google Scholar

Когда голова ребенка деформирована: позиционные деформации черепа

Когда ребенок проводит много времени в одном положении, это может привести к изменению формы его головы.Это называется позиционной деформацией черепа.

Примерно у 20% младенцев позиционная деформация черепа возникает, когда они находятся в утробе матери или в родовых путях. Чаще это происходит в первые 4–12 недель жизни. Это когда младенцы не могут самостоятельно сидеть или двигаться. К 6 месяцам многие малыши становятся более
мобильны и могут более регулярно поворачивать голову самостоятельно.

Что вызывает изменение формы головы ребенка?

А
Череп ребенка состоит из мягких костных пластинок, которые еще не срослись.Костные пластины могут немного двигаться, что помогает голове ребенка проходить через родовые пути. Пластины также позволяют мозгу расти в течение первого года жизни.

Есть много вещей, которые могут вызвать позиционную деформацию черепа, например:

• Предпочтительное положение головы. Некоторым младенцам нравится сидеть или спать, повернув голову определенным образом.

• Не хватает времени на животик. Время живота — для детей, которые бодрствуют и находятся под присмотром.Это помогает младенцам освоить основные этапы, такие как поднятие головы, переворачивание, сидение и ползание.

• Двухместный или тройной. Ограниченное или необычное положение в утробе матери может привести к изменению формы головы.

• Недоношенность. Лежание на спине в больнице может привести к деформации головы недоношенного ребенка. Недоношенные также имеют более мягкие кости, которые не так полностью сформированы, как кости доношенных детей.

• Осложнения при родах. Положение ребенка при движении по родовым путям может повлиять на форму его головы. Некоторые другие факторы, которые влияют на форму головы ребенка при рождении, — это использование щипцов, вакуумная экстракция или даже тяжелые роды.

• Torticollis. Примерно 85% младенцев с
  Кривошея, состояние, при котором мышцы шеи напряжены или неуравновешены, имеет позиционную деформацию черепа.Младенцам с кривошеей также потребуется физиотерапия.

3 распространенных типа головы неправильной формы

Изменение формы головы ребенка обычно связано с положением, в котором он проводит больше всего времени. Ваш педиатр может определить, вызвана ли форма головы вашего ребенка позиционной деформацией черепа или необычным, но более серьезным заболеванием, которое называется
краниосиностоз. Распространенные позиционные деформации черепа не требуют хирургического вмешательства.

• Деформационная брахицефалия — это когда голова симметрично (равномерно) плоская сзади и широкая из стороны в сторону.Кость над ушами может казаться торчащей. Это часто наблюдается у младенцев, которые проводят много времени на спине и не получают достаточно времени на живот.

• Деформационная плагиоцефалия — это когда голова асимметрично (неравномерно) расположена сзади на одной стороне. Лоб может быть более выступающим, из-за чего голова будет выглядеть как параллелограмм. Ухо также может смещаться вперед на плоской стороне. Это часто наблюдается у детей, которые предпочитают спать, повернув голову набок, и у детей с кривошеей.

• NICUcephaly — распространенное заболевание у недоношенных детей, которые проводят свои первые несколько месяцев жизни в отделении интенсивной терапии новорожденных (NICU). Эта позиционная деформация черепа вызывает у недоношенных детей длинную узкую голову.

Хорошее время для проверки головы вашего ребенка — это после купания, когда его или ее волосы мокрые.

• Задняя часть головы ребенка должна быть равномерно круглой.

• Ушки вашего ребенка должны быть ровными.

• Ширина головы и лба вашего ребенка должна быть равномерной и сбалансированной.

Если вы заметите какие-либо изменения или у вас возникнут какие-либо проблемы, поговорите со своим педиатром.

Что делать, если у моего ребенка позиционная деформация черепа?

Лучшее лечение — предотвращение позиционной деформации черепа. И когда это обнаруживается на ранней стадии, простые изменения положения вашего ребенка помогут. Например:

• Не проводите слишком много времени в
  автокресло, надувное сиденье, детские качели или другие переноски.Эти позы оказывают давление на затылок ребенка.

• Увеличьте время живота. Важно надевать младенцев на
  спиной ко сну. Но ребенку нужно время под присмотром
  животик, чтобы поиграть в течение дня. Это также позволяет вашему ребенку тренировать шею, спину, плечи, руки и бедра. Начните с коротких всплесков времени. Постепенно работайте до часа в день за несколько коротких занятий.

• Поменяйте руки или руки, когда держите и кормите ребенка.

• В другом конце кроватки вы кладете ребенка для сна.

Позиционные деформации черепа не влияют на рост мозга или интеллектуальное развитие. Они чисто косметические, и большинство из них не требует хирургического вмешательства.

Раннее вмешательство и терапия

В некоторых случаях врач вашего ребенка может порекомендовать лечение позиционной деформации черепа, особенно с умеренным или сильным уплощением.

Физиотерапия. Ваш педиатр может направить вашего ребенка для получения услуг раннего вмешательства и обследования у детского физиотерапевта. Терапевт проверит вашего ребенка на предмет:
задержка моторики, вызванная плохим контролем головы и шеи, а также кривошея. Вы также научитесь упражнениям на растяжку и позиционирование, которые будете делать с ребенком дома. В зависимости от того, насколько серьезна позиционная деформация черепа, вашему ребенку может потребоваться еженедельная терапия.

Шлемотерапия. Если у вашего ребенка умеренное или сильное уплощение, которое не поддается лечению к 5 или 6 месяцам, ему или ей может потребоваться
шлем-терапия.Формовочные шлемы изменяют форму головы ребенка и устанавливаются специалистом.

Хирургия следует рассматривать только тогда, когда все другие возможности исчерпаны, и после консультации с нейрохирургом или детским пластическим хирургом, который специализируется на таких случаях.

Помните

Поговорите со своим педиатром, если у вас есть какие-либо вопросы или опасения по поводу роста и развития вашего ребенка.

Дополнительная информация

Информация, содержащаяся на этом веб-сайте, не должна использоваться вместо медицинской помощи и рекомендаций вашего педиатра.Ваш педиатр может порекомендовать лечение по-разному, исходя из индивидуальных фактов и обстоятельств.

Преждевременные роды изменяют сети корковой активности новорожденных | Кора головного мозга

Абстрактные

Преждевременные роды — самый большой фактор риска нейрокогнитивного дефицита на протяжении всей жизни во всем мире. Однако влияние недоношенности на раннюю функцию корковой сети остается малоизученным. Здесь мы разработали новую методологию, которая позволяет надежно оценивать функциональную взаимосвязь в неонатальной мозговой активности в миллисекундных и мультисекундных масштабах с точки зрения корреляции корковой фазы и амплитуды соответственно.Мы измерили электроэнцефалографию кожи головы в возрасте, эквивалентном доношенному, у младенцев, подвергшихся очень ранней недоношенности, а также у здоровых людей из контрольной группы. Мы обнаружили, что корковая активность новорожденного организуется в мультиплексные сети, которые значительно различаются между состояниями бдительности. По сравнению со здоровыми младенцами контрольной группы, недоношенность вызывает специфические по частоте паттерны рассоединения кортикальной сети, изменения, которые были различимы для сетей фазовых и амплитудных корреляций. Нейроанатомически наиболее заметные маркеры недоношенности были обнаружены в соединениях, затрагивающих лобные области.Фазовая синхронность во фронтально связанных сетях коррелировала с неврологической работоспособностью новорожденного, что позволяет предположить первую меру корковой функциональной связи, которая коррелирует с неврологической работоспособностью младенца.

Введение

Крупномасштабные корреляции повсеместно встречаются в спонтанной мозговой активности. Они связаны с поведенческими состояниями и, как полагают, механически поддерживают динамическую регуляцию обработки нейронной информации и сетевой коммуникации в широком диапазоне функций мозга (Bressler and Menon 2010; Palva and Palva 2011; Hipp et al. 2012).

Преждевременные роды затрагивают около 10% новорожденных во всем мире и считаются наиболее важным фактором риска нарушения нейрокогнитивного развития (ВОЗ, 2012 г .; Джонсон и Марлоу, 2017 г.). Нейрокогнитивные последствия преждевременных родов включают широкий спектр функций мозга, таких как нарушения внимания, зрительного познания или языкового развития. Недавние анатомические исследования детей, подвергшихся недоношенности, выявили широко распространенные нарушения в сетях связи белого вещества (Batalle et al.2017) и снижение объемов серого вещества (Guo et al., 2017). Эти результаты подтверждают идею о том, что нейрокогнитивные последствия недоношенности опосредованы широко распространенными поражениями белого вещества, которые предположительно влияют на раннюю коммуникацию в нейронной сети, что может привести к нарушению развития мозга, зависящего от активности (Luhmann et al., 2016).

В исследованиях экспериментальных моделей на животных хорошо установлено, что ранние нейронные сети развиваются посредством механизмов, зависящих от активности, и что нарушения сетевой активности влияют на формирование паттерна корковых сетей (Luhmann et al. 2016; Blanquie et al. 2017a; Луман и Хазипов 2018). Однако имеется мало экспериментальной информации о раннем развитии нейронной коммуникации у младенцев (Омидварния и др., 2014; Токариев и др., 2016b; Тот и др., 2017) и о том, как на функционирование сети влияют общие медицинские невзгоды, такие как недоношенность. . Предыдущие исследования показали, что ранняя активность мозга состоит из двух режимов активности: спонтанные всплески синхронизированной активности, чередующиеся с относительным покоем, и постепенное появление более непрерывных нейронных колебаний, которые полностью заменяют прерывистую активность вскоре после достижения возраста, эквивалентного термину, у людей (Хазипов и Луман, 2006; Ванхатало и Кайла, 2006).Результаты, полученные как на моделях животных (Brockmann et al., 2011; Colonnese, Khazipov, 2012; Luhmann et al., 2016), так и на человеческих младенцах (Omidvarnia et al. 2014; Tokariev et al. 2016b; Toth et al. 2017) показывают, что временные корреляции между эти прерывистые всплески отражают ранние функциональные сети связи в развивающейся коре головного мозга. Также показано, что эти корреляции чувствительны к ранним поражениям головного мозга (Brockmann et al., 2011; Tolner et al., 2012) и могут быть предиктором нарушения нервного развития (Omidvarnia et al.2015).

Нейронные взаимодействия в крупномасштабных сетях порождают несколько видов параллельных корреляционных структур, которые наблюдаются во межреальных отношениях корковой фазы и динамики амплитуды в узких частотных диапазонах. Амплитудно-амплитудные корреляции (AAC) отражают комодуляцию общей нейрональной активности и общей корковой возбудимости в течение нескольких секунд (Palva and Palva 2011; Hipp et al. 2012). Фазово-фазовые корреляции (PPCs; также известные как фазовая синхронность), в свою очередь, как полагают, отражают пространственно-временной точный механизм, который регулирует локальную нейронную обработку и межреальную коммуникацию.Они указывают на последовательные субсекундные временные отношения в нейрональных импульсах (Womelsdorf et al. 2007; Palva and Palva 2011) и, таким образом, могут поддерживать динамическую интеграцию в нейронных ансамблях, лежащих в основе нескольких когнитивных процессов (Bressler and Menon 2010; Uhlhaas et al. 2010; Palva and Palva 2011). ). Нейрональные сети AAC и PPC могут быть оценены путем попарного измерения AAC и PPC, соответственно, между всеми областями мозга. В целом, несколько линий недавних данных подтверждают мнение о том, что функции мозга возникают из мультиплексных сетей, сформированных согласованными действиями различных механизмов связи в нескольких частотных диапазонах (De Domenico et al.2016; Siebenhühner et al. 2016).

В настоящем исследовании мы стремились оценить, как преждевременные роды изменяют механизмы AAC и PPC в крупномасштабных корковых сетях человеческих младенцев. Мы использовали большую когорту записей электроэнцефалографии новорожденных (ЭЭГ) недоношенных и здоровых детей контрольной группы и разработали новый конвейер анализа, специфичного для новорожденных, чтобы позволить неинвазивную оценку функциональных сетей на уровне коркового источника. Эти аналитические достижения позволили изучить влияние ранней недоношенности на множественные функциональные корковые сети, определяемые двумя механизмами связи в широком диапазоне частот.Мы предположили, что недоношенность приводит к специфическим изменениям в корковых сетях функциональной связи. Основываясь на недавних структурных исследованиях (Batalle et al., 2017; Guo et al., 2017) и предыдущих клинических данных ЭЭГ (André et al., 2010; Hayashi-Kurahashi et al., 2012), мы предположили, что ранняя недоношенность будет преимущественно влиять на сети, относящиеся к передним отделам мозга и / или сети, связанные с низкочастотными (≤ 2 Гц) колебаниями нейронов.

Методы

Общая схема конвейера анализа может быть найдена на дополнительном рисунке S1.

Предметы и записи

ЭЭГ было зарегистрировано во время дневного сна у 46 недоношенных детей раннего возраста и 67 доношенных здоровых детей в контрольной группе. Все записи ЭЭГ были выполнены в возрасте, эквивалентном доношенному, в обеих группах (41,3 ± 2 недели; медиана ± межквартильный размах, IQR) в детской центральной больнице Центральной больницы Хельсинкского университета. Младенцы HC родились в гестационном возрасте 40,4 ± 1,8 недели, а дети EP родились в гестационном возрасте 26 лет.6 ± 1,6 недели. Неврологическое обследование проводилось только в группе ВП в возрасте 42 ± 3 недели (рис. 1 a ). Эти младенцы были частью более крупных перспективных наборов в проекты по развитию мозга новорожденных, и другие данные, относящиеся к этой когорте, были опубликованы ранее (Омидварния и др., 2014; Токариев и др., 2016b). Исследование было одобрено этическим комитетом детской больницы Центральной больницы Хельсинкского университета, и перед включением в исследовательскую группу было получено информированное согласие родителей или опекунов.

Рисунок 1.

Обзор дизайна исследования и методов анализа. ( a ) Временная шкала, показывающая время (медиана ± межквартильный размах) рождения в группах недоношенных новорожденных (EP) и здоровых детей из контрольной группы (HC), а также время их ЭЭГ и неврологических обследований, которые были выполнены в срок -эквивалентный возраст. На фотографиях показана запись возраста доношенного ребенка с помощью многоканальной ЭЭГ (слева), а также визуальное (в центре) и моторное (справа) тестирование при неврологической оценке.( b ) Примеры ЭЭГ кожи головы, записанные у одного и того же младенца во время 2 разных состояний бдительности. Спокойный сон характеризуется более прерывистой активностью с высокой амплитудой, тогда как активный сон состоит из более продолжительной активности с меньшей амплитудой. ( c ) Анатомические магнитно-резонансные изображения (МРТ; слева) здорового доношенного ребенка использовались для сегментации тканей для реалистичной модели головы (в центре). Схема парцелляции (справа) коры головного мозга (здесь увеличена) изображает 58 областей коркового источника, в которых оценивалась корковая активность.Затем участки были сгруппированы в лобную, центральную, височную и затылочную области, как показано разными цветами. ( d ) Вычисление двух режимов функциональной связи по паре (красный и синий) сигналов кортикальных участков (отфильтрованных около 2,8 Гц). Амплитудно-амплитудная корреляция (AAC) вычисляется путем оценки аналитических огибающих амплитуд и вычисления их парных корреляций ( — ). Фазово-фазовая корреляция (PPC) вычисляется из первой оценки аналитической фазы сигналов источников, за которой следует оценка стабильности разности фаз с использованием взвешенного индекса запаздывания фазы со сниженным смещением (dwPLI).

Рисунок 1.

Обзор дизайна исследования и методов анализа. ( a ) Временная шкала, показывающая время (медиана ± межквартильный размах) рождения в группах недоношенных новорожденных (EP) и здоровых детей из контрольной группы (HC), а также время их ЭЭГ и неврологических обследований, которые были выполнены в срок -эквивалентный возраст. На фотографиях показана запись возраста доношенного ребенка с помощью многоканальной ЭЭГ (слева), а также визуальное (в центре) и моторное (справа) тестирование при неврологической оценке. ( b ) Примеры ЭЭГ кожи головы, записанные у одного и того же младенца во время 2 разных состояний бдительности.Спокойный сон характеризуется более прерывистой активностью с высокой амплитудой, тогда как активный сон состоит из более продолжительной активности с меньшей амплитудой. ( c ) Анатомические магнитно-резонансные изображения (МРТ; слева) здорового доношенного ребенка использовались для сегментации тканей для реалистичной модели головы (в центре). Схема парцелляции (справа) коры головного мозга (здесь увеличена) изображает 58 областей коркового источника, в которых оценивалась корковая активность. Затем участки были сгруппированы в лобную, центральную, височную и затылочную области, как показано разными цветами.( d ) Вычисление двух режимов функциональной связи по паре (красный и синий) сигналов кортикальных участков (отфильтрованных около 2,8 Гц). Амплитудно-амплитудная корреляция (AAC) вычисляется путем оценки аналитических огибающих амплитуд и вычисления их парных корреляций ( — ). Фазово-фазовая корреляция (PPC) вычисляется из первой оценки аналитической фазы сигналов источников, за которой следует оценка стабильности разности фаз с использованием взвешенного индекса запаздывания фазы со сниженным смещением (dwPLI).

Сигналы ЭЭГ собирали в основном с помощью усилителя ЭЭГ NicOne (Cardinal Healthcare / Natus, США). Некоторые из первых младенцев EP были записаны с помощью усилителя Cognitrace (ANT B.V., Enschede, Нидерланды). Для сбора данных использовали колпачки ЭЭГ (спеченные электроды Ag / AgCl; Waveguard, ANT-Neuro, Германия) с 28 каналами, расположенными в соответствии с международным стандартом 10–20. Более подробную информацию о методе регистрации ЭЭГ новорожденных можно найти на http://www.babacenter.fi/en/methods/eeg и в ссылках Vanhatalo et al.(2008) и Stjerna et al. (2012).

Сеанс записи продолжался до тех пор, пока младенец не прошел через оба состояния сна (или бдительности): активный и спокойный сон (AS и QS, соответственно; Рис.1 b ), как определено общепринятыми критериями (André et al. 2010). Для оценки состояния сна и качества данных мы включили следующие полиграфические каналы: электромиограмма подбородка, электрокардиограмма, движения глаз и респираторные датчики. Для анализа мы выбрали 5-минутные эпохи ЭЭГ без артефактов из наиболее репрезентативной эпохи каждого состояния бдительности (AS и QS).ЭЭГ во время АС состоит из непрерывных колебаний, дыхание нерегулярное, а движения глаз иногда присутствуют, тогда как ЭЭГ во время QS обычно прерывистая (след прерывается; André et al. 2010), а дыхание регулярное (см. Также Grigg-Damberger et al. 2007). . Мы выбрали непрерывные эпохи ЭЭГ, которые были как можно более длинными, и если значительные артефакты движения загрязняли записи, мы генерировали 5-минутную эпоху из нескольких более коротких эпох ЭЭГ. Мы использовали те же 19 отведений ЭЭГ от каждого испытуемого для дальнейшего анализа.После отклонения отдельных данных ЭЭГ из-за недостаточного качества или длины окончательная когорта исследования состояла из 4 групп: HC-AS ( N = 53), HC-QS ( N = 66), EP-AS ( N ). = 46) и EP-QS ( N = 42). Чтобы обеспечить полную сопоставимость набора данных, все сигналы ЭЭГ были экспортированы в европейский формат данных.

Программное обеспечение для анализа

Анализ данных выполнялся с использованием пользовательских скриптов в программном обеспечении Matlab (версия R2015b, MathWorks, Натик, Массачусетс, США), а также с инструментами с открытым исходным кодом: FSL (Smith et al.2004) (http://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fslwiki), Brainstorm (Tadel et al.2011) (http://neuroimage.usc.edu/brainstorm) и openMEEG (Gramfort et al. 2010 г.) (http://openmeeg.github.io). Трехмерная визуализация сетей мозга выполнялась с помощью BrainNet Viewer (Xia et al. 2013) (http://www.nitrc.org/projects/bnv).

Предварительная обработка данных

Все записи ЭЭГ были отфильтрованы нижними частотами с использованием фильтра Баттерворта седьмого порядка с частотой среза 45 Гц, субдискретизированы до Fs = 100 Гц и преобразованы в средний эталонный монтаж.Затем сигналы фильтровали в 12 различных частотных диапазонов с центральными частотами Fc = 0,4, 0,7, 1, 1,4, 2, 2,8, 4, 5,7, 8, 11,3, 16 и 22,6 Гц. Самая низкая полоса частот (около Fc = 0,4 Гц) была отфильтрована в пределах 0,2–0,6 Гц. Все другие полосы фильтровали с использованием частот отсечки как 0,85 · Fc — 1,15 · Fc , чтобы получить сопоставимые полосы пропускания в логарифмической шкале. Полосовая фильтрация была реализована с использованием комбинации фильтров Баттерворта нижних и верхних частот с затуханием в полосе задерживания 40 дБ.Нелинейных фазовых искажений из-за фильтров Баттерворта удалось избежать за счет применения фильтров как в прямом, так и в обратном направлении.

Голова младенца Модель

Реалистичная модель головы младенца была создана из анатомических магнитно-резонансных изображений (МРТ) здорового доношенного ребенка (рис. 1 c ). Физическая модель с тремя оболочками включала скальп, череп и внутричерепные поверхности с уменьшенной дискретизацией до 2562 равноотстоящих вершин каждая. Электроды ЭЭГ скальпа ( N = 19) помещали в модель в соответствии с международной системой 10–20, как и в реальных записях ЭЭГ.Мы обнаружили, что точная сегментация кортикальных извилин отдельного младенца невозможна из-за проблем с контрастом и разрешением, связанными с геометрией ткани; следовательно, мы решили использовать установленную вращающуюся поверхность коры головного мозга («Колин 27» в программе Brainstorm) в качестве исходного пространства в нашей модели (Токариев и др., 2016a). Он был преобразован в размер мозга младенца, сглажен, чтобы соответствовать кортикальной складке в возрасте анализируемых субъектов (сглаживание с коэффициентом 20%), и помещен на исходную корковую поверхность на МРТ человека.Полученная кортикальная поверхность была уменьшена до 8014 вершин, каждая из которых соответствовала расположению диполей, представляющих электрическую активность нейронов, с фиксированной перпендикулярной ориентацией.

Прямая модель (матрица, которая оценивает вклад каждого кортикального диполя в ЭЭГ скальпа) была рассчитана с использованием метода симметричных граничных элементов с пакетом openMEEG (Gramfort et al. 2010). Основываясь на недавнем моделировании и эмпирических исследованиях моделей головы новорожденных, мы установили следующие значения проводимости: скальп 0.43 См / м, внутричерепной объем 1,79 См / м и череп 0,2 См / м (Despotovic et al., 2013; Odabaee et al., 2014; Токариев и др., 2016a).

Частичное расслоение коры

Разделение кортикальных источников на кластеры было выполнено с использованием раздутой корковой поверхности. Сначала мы применили кластеризацию K -средний к положениям диполей на одном полушарии. Координаты ближайшего к электроду C3 источника были взяты за положение центра тяжести первой посылки, а количество посылок было выбрано как N = 32.Зеркальное отображение положений центроидов выходных кластеров от одного полушария к другому с последующей процедурой кластеризации дало симметричное разделение между двумя полушариями. После отбраковки 3-х посылок средней линии из каждого полушария, мы получили окончательный атлас с N = 58 посылок. Каждая полученная посылка имела округлую форму и включала 125 ± 26 (среднее ± стандартное отклонение [SD]) корковых источников. В зависимости от анатомического расположения посылки были отнесены к одной из следующих областей мозга, используемых в региональных сравнениях: лобной, центральной, затылочной и височной (рис.1 с ).

Мы сделали сознательный выбор в пользу случайной парцелляции в отличие от анатомически определенных схем парцелляции, которые популярны в исследованиях МРТ. Это было мотивировано тем фактом, что случайное разделение позволило бы наиболее сбалансированно представить глобальную сетевую функцию, зарегистрированную электродами ЭЭГ скальпа. Недавние исследования в области сетевой нейробиологии показали, что точная локализация края или узла может быть менее важной, чем глобальная или региональная динамика, которую легко уловить случайными посылками.Более того, несколько физических факторов препятствуют точному представлению данных ЭЭГ скальпа с помощью анатомически определенных участков, таких как их неравномерная геометрия участков или присущие вариации в положении электродов на коже черепа (Kabdebon et al. 2014).

Вычисление сигналов коры головного мозга

Для вычисления сигналов кортикальных источников мы использовали динамическое статистическое параметрическое картирование (Dale et al. 2000), которое является усовершенствованной версией метода оценки минимальной нормы (MNE). Для матрицы ковариации шума мы использовали единичную матрицу, которая учитывает одинаковый уровень шума на всех записывающих электродах.В результате было получено 8014 сигналов (по одному на каждый диполь на корковой поверхности).

Эти исходные сигналы были свернуты в 58 сигналов посылки, представляющих среднюю электрическую активность нейронов в области коры. Перед этим шагом мы использовали обширное моделирование, чтобы определить, насколько точно каждый источник представляет активность своего основного участка. Для получения более подробной информации см. Дополнительный рисунок S2 и Korhonen et al. (2014). Вкратце, мы устанавливаем уникальные опорные сигналы ( S _ref ) для каждой посылки.Источники в пределах основной посылки имели те же S _ref . Затем мы применили прямое и обратное моделирование с использованием модели головы младенца. Это привело к серии вновь реконструированных исходных сигналов ( S _rec ). Вычислив корреляцию Пирсона для каждого источника между S _ref и S _rec , мы получили набор весов ( w ), названный Оператором коллапса: Наконец, сигналы посылки ( S _p ) были рассчитаны как средневзвешенная активность всех источников в пределах одного участка: где N — количество источников в одном участке, i — индекс источника, а S _src — временной ряд реального источника.

Меры функциональной связи: AAC и PPC

AAC был вычислен для пар сигналов после их взаимной ортогонализации, чтобы минимизировать ложные корреляции, вызванные объемной проводимостью (Brookes et al. 2012). В этом исследовании мы ортогонализировали сигналы посылки относительно друг друга в неперекрывающихся окнах длиной 2 с. Затем мы применили преобразование Гильберта для получения их комплексного представления и вычислили огибающие амплитуды в каждый момент времени, взяв абсолютные значения.Наконец, AAC была оценена с использованием коэффициента корреляции Пирсона ( r ) между огибающими амплитуды. Поскольку ортогонализация сигнала X относительно сигнала Y и в противоположном направлении ( Y относительно X ) не идентичны, мы вычислили r в обоих направлениях и использовали среднее их абсолютных значений.

PPC между сигналами посылок вычислялся с использованием дебиазированной оценки квадратично взвешенного индекса фазового запаздывания (dwPLI) (Vinck et al.2011). Этот индекс направлен на минимизацию возможных искажений за счет линейного смешивания общих источников, которые обычно наблюдаются при почти нулевых фазовых задержках.

Матрица оценки надежности подключения

Очевидно, что даже оптимальная исходная реконструкция наших записей ЭЭГ скальпа может не привести к полностью точному представлению всех 1653 парных взаимодействий между 58 реконструированными кортикальными пакетами. Поэтому мы провели систематическое имитационное исследование, чтобы определить точность оценок связности в каждой паре источников по отношению к основным записям ЭЭГ скальпа.Это позволило построить маску, специфичную для данной конфигурации записи (размещение и количество электродов ЭЭГ), и позволяет выбирать только соединения с надежными оценками.

Подробная процедура этого тестирования верности описана на дополнительном рисунке S3. Вкратце, мы сгенерировали уникальные опорные сигналы ( S _ref ) для каждой посылки таким же образом, как описано выше. Два участка одновременно были настроены на полную фазовую синхронизацию с фазовой задержкой 90 ° ( dwPLI = 1), в то время как другие были настроены на получение независимых сигналов.Это повторялось 100 раз для каждой пары участков (каждый раз моделировался новый набор S _ref ), и мы вычисляли среднее значение всех тестов (⁠dwPLI⁎̅⁠) отдельно для всех возможных пар участков. . Затем мы выполнили 500 симуляций, в которых все S _ref были независимыми друг от друга, и вычислили значения dwPLI * между всеми возможными парами выходных сигналов посылки. Это привело к набору из 826 500 суррогатных значений, где «порог надежности» для значений dwPLI⁎̅ был взят на 99-м процентиле.Полученная двоичная маска дала нам оператор точности, который позволял маскировать реальные матрицы смежности. С нашей нынешней записывающей группировкой эта процедура отклонила около 40% всех пар от дальнейшего анализа.

Сравнение возможностей подключения

Глобальная сила связности была вычислена для каждого младенца как глобальное среднее всех ребер. Были оценены три различных типа региональных сравнений: взаимодействия внутри участков каждой области (внутриполушарные), взаимодействия между симметричными участками в разных полушариях (межполушарные), а также другие межреальные взаимодействия.

Все сравнения уровней силы связи проводились отдельно для всех диапазонов частот и для каждого состояния бдительности. Сравнение состояний бдительности у младенцев с ГК (рис. 2 a ) было выполнено для тех субъектов, у которых были доступны эпохи в обоих состояниях ( N = 52). Все сравнения групп проводились с использованием критерия ранговых знаков Вилкоксона или критерия суммы рангов Вилкоксона, в зависимости от ситуации. Уровень альфа был принят равным 0,05. Постфактум-контроль для множественных сравнений был выполнен путем отклонения части самых слабых значимых наблюдений.Эта доля была принята как 5% от общего числа тестов и соответствует ожидаемому уровню ложноположительных результатов для определенного уровня значимости (Palva et al. 2010).

Рисунок 2.

Влияние состояния бдительности на корковые связи . ( a ) Общая сила связи AAC (слева) и PPC (справа) показана для активного (AS, оранжевый) и тихого (QS, зеленый) сна соответственно. На обоих графиках в примере матрицы смежности групп для полосы частот около 2.8 Гц изображают распределение силы связи между всеми парами корковых источников, упорядоченных в соответствии с областями мозга (рис. 1 c ). Сравнение силы источников указывает на существенные различия между состояниями сна в широком диапазоне частот. ( b ) Плотности сетей, согласованные во всех младших группах, показаны для режимов подключения AAC (слева) и PPC (справа), как для AS, так и для QS, соответственно. Сравнение состояний сна указывает на несколько частот со значительными различиями.Круговые диаграммы под графиками визуализируют топографическое распределение сетей на каждой примерной частоте (AAC на Fc = 2,8 Гц и PPC на Fc = 1 Гц). Цветовые оттенки отражают частоту краев ( f ) по всей группе. Обратите внимание, что сети с групповой согласованностью редки на самых низких частотах как в режимах подключения, так и в состояниях сна. Линии на обоих графиках показывают среднее (сплошное) и SEM (стандартная ошибка среднего; заштрихованы). Групповые различия были проверены с помощью критерия ранжирования Вилкоксона в ( a ) и с использованием теста рандомизации в ( b ) с последующей апостериорной коррекцией.Размер звездочек относится к уровню статистической значимости (маленький: P <0,05; средний: P <0,01; большой: P <0,001).

Рис. 2.

Влияние состояния бдительности на корковые связи . ( a ) Общая сила связи AAC (слева) и PPC (справа) показана для активного (AS, оранжевый) и тихого (QS, зеленый) сна соответственно. На обоих графиках в примере матрицы смежности групп для полосы частот около 2.8 Гц изображают распределение силы связи между всеми парами корковых источников, упорядоченных в соответствии с областями мозга (рис. 1 c ). Сравнение силы источников указывает на существенные различия между состояниями сна в широком диапазоне частот. ( b ) Плотности сетей, согласованные во всех младших группах, показаны для режимов подключения AAC (слева) и PPC (справа), как для AS, так и для QS, соответственно. Сравнение состояний сна указывает на несколько частот со значительными различиями.Круговые диаграммы под графиками визуализируют топографическое распределение сетей на каждой примерной частоте (AAC на Fc = 2,8 Гц и PPC на Fc = 1 Гц). Цветовые оттенки отражают частоту краев ( f ) по всей группе. Обратите внимание, что сети с групповой согласованностью редки на самых низких частотах как в режимах подключения, так и в состояниях сна. Линии на обоих графиках показывают среднее (сплошное) и SEM (стандартная ошибка среднего; заштрихованы). Групповые различия были проверены с помощью критерия ранжирования Вилкоксона в ( a ) и с использованием теста рандомизации в ( b ) с последующей апостериорной коррекцией.Размер звездочек относится к уровню статистической значимости (маленький: P <0,05; средний: P <0,01; большой: P <0,001).

Надежность результатов также проверялась с использованием подхода «разделенных когорт», то есть те же тесты применялись к первой и второй половинкам (на основе дат записи ЭЭГ) каждой группы отдельно (дополнительный рисунок S4)

Вычисление согласованных сетей и их плотности

Согласованная сеть — это набор самых сильных ребер, когерентных в данной группе.Они были рассчитаны отдельно для каждой группы (EP-AS, EP-QS, HC-AS и HC-QS), независимо для PPC и AAC, а также для всех диапазонов частот.

Во-первых, мы обнаружили k процентов самых сильных краев в скорректированных матрицах смежности каждого субъекта в группе. Это привело к набору двоичных массивов, которые были суммированы по группе, чтобы указать количество субъектов с заданным преимуществом среди k самых сильных. Эти значения использовались для вычисления биномиальных кумулятивных вероятностей (вероятность успеха составляла k , количество испытаний было равно количеству субъектов в группе, а альфа-уровень был равен 0.05). Мы применили метод Бенджамини – Хохберга для коррекции коэффициента ложного обнаружения (FDR) (с альфа-уровнем 0,05) выходных данных. Подмножество ребер, прошедших этот тест, было создано как согласованная сеть (дополнительный рисунок S5). Мы протестировали k = 10%, 20% и 30% и обнаружили, что результаты устойчивы к различным пороговым значениям (см. Дополнительные рисунки S6–8).

Мы вычислили значения плотности как долю согласованных краев от общего количества краев. Это было вычислено для всех частотных диапазонов отдельно.Более высокая плотность используется для обозначения стабильности на уровне группы в пространственной организации сети. Код Matlab для вычисления согласованных сетей и их функций можно найти по адресу https://github.com/babyEEG/neoNets.

Тестирование разницы в плотности сети

Чтобы проверить значимость различий в плотности сети между группами, мы вычислили доверительные интервалы (SD) для значений плотности с использованием метода начальной загрузки. Мы случайным образом выбрали такое же количество матриц смежности из набора исходных матриц с заданной частотой.Согласованные сети и значения плотности были вычислены из этого суррогатного набора, как описано выше, и процедура повторялась 300 раз для каждого случая.

Чтобы проверить значимость различий в плотности, мы случайным образом перемешали исходные матрицы смежности между сравниваемыми группами, сохраняя соответствующее количество субъектов в каждой группе. Затем для каждой суррогатной группы рассчитывались плотности сети и их разность. Эта процедура повторялась в 500 итерациях для каждого случая, и абсолютные значения выходных различий использовались для оценки значимости.Мы вычислили пороги значимости по суррогатным различиям в 95-м, 99-м и 99,9-м процентилях.

Перекрытие индивидуальной сети с согласованной сетью группы

Сначала мы вычислили частоту появления ( f ) для всех ребер в согласованной сети, маскируя массив групповой суммы (сумма двоичных отдельных массивов с фиксированным k ) согласованной сетью (двоичный массив, показывающий значительно повторяющиеся ребра по группе).Произведение было разделено на количество субъектов в группе, и матрица частот (групповой эталонный массив) была нормализована таким образом, чтобы сумма всех элементов была 1. Чтобы оценить перекрытие отдельных k самых сильных границ в каждом с учетом массива групповых ссылок, мы вычислили произведения соответствующих элементов. Наконец, мы взяли сумму полученной матрицы. Перекрытие индивидуальной сети с групповой привязкой будет тогда варьироваться от 0 до 1, когда пространственное перекрытие изменяется от отсутствия перекрытия до полного перекрытия, соответственно.Дополнительные сведения см. На дополнительном рисунке S5.

Оценка неврологической работоспособности

Младенцы были обследованы с помощью Хаммерсмитского неонатального неврологического обследования (HNNE) (Dubowitz et al. 1999) в возрасте, эквивалентном доношенному. HNNE состоит из большого количества полуколичественных тестовых заданий, которые относятся к 6 различным областям неврологии и нейроповедения (тонус осанки, паттерны тона, рефлексы, движения, аномальные признаки, ориентация и поведение).

Чтобы преобразовать многомерную оценку HNNE в подходящую форму для изучения ассоциаций с функциональными сетевыми показателями, мы определили 2 комбинированных балла C1 и C2.Первоначально изучались межэлементные отношения HNNE и комбинации отдельных элементов внутри и между основными доменами HNNE в связи с более поздним развитием нервной системы младенцев. После тщательного изучения комбинаций заданий HNNE мы выделили 3 отдельных пункта для дальнейшего использования: зрительная активность (VA), поднятие головы в положении лежа (HRP) и повышенный тонус разгибателей (шея) (IET). Эти 3 отдельных элемента были обработаны с помощью анализа главных компонентов (PCA) с помощью Varimax Rotation, чтобы получить 2-компонентный раствор (C1 и C2).Постфактум сравнение C1 и C2 с характеристиками более позднего развития показало, что C1 в основном был связан с более поздним двигательным развитием, тогда как C2 коррелировал с более поздним когнитивным и социальным развитием. Ориентир результатов был взят из оценки нервного развития в возрасте 2 лет с использованием шкал Бейли для развития младенцев и детей ясельного возраста (BSID-III) (Bayley, 2006) и / или шкал Гриффитса (GMDS) (Griffiths et al. 1996).

Корреляция между сетями и неврологическими характеристиками

Мы вычислили коэффициенты корреляции Пирсона ( r ) между показателями силы функциональной связи и перекрытия сетей для каждого субъекта в группе EP с соответствующими показателями неврологической эффективности C1 и C2.Это было сделано для всех частотных диапазонов, как для состояний сна (AS и QS), так и для глобальных и межреальных показателей. Значимость результатов оценивалась путем вычисления байесовского фактора (BF) (Wetzels and Wagenmakers 2012) для всех выходных данных r , где случаи с BF <3 были определены как маловероятные для подтверждения проверенных гипотез.

Результаты

Было зарегистрировано

данных ЭЭГ от 46 детей с ВП и 67 доношенных ГК в возрасте, эквивалентном доношенному (рис. 1 a ).Пятиминутные эпохи ЭЭГ двух различных состояний бдительности, активного и спокойного сна (AS и QS), которые примерно соответствуют быстрому движению глаз (REM) и не-REM-сну, соответственно, были проанализированы в 12 частотных диапазонах от 0,1 до 26 Гц. (Рис.1 б ). Мы разработали новый анализ источников для новорожденных и выполнили серию имитаций кортикальных взаимодействий с использованием прямого и обратного моделирования, чтобы оценить надежность графиков связности источников (см. Методы и дополнительные рисунки S1–3).При анализе данных ЭЭГ временные ряды активности 58 участков коры, то есть областей коры, были реконструированы с использованием обратного моделирования на основе МНЭ с реалистичной моделью головы новорожденного (рис. 1 c ). Чтобы оценить межреальную функциональную связь, мы оценили двумерные AAC и PPC между всеми парами кортикальных пакетов (рис. 1 d ).

Изменение нейронных сетей между состояниями бдительности

Предыдущие исследования с использованием записей ЭЭГ кожи головы показали, что состояния бдительности могут быть связаны с различными состояниями функциональной сети у здоровых младенцев (Токариев и др.2016b). Таким образом, мы оценили, насколько и насколько состояния бдительности, AS и QS, были отражены в силе и последовательности функциональных сетей.

Чтобы проверить это, мы сначала сравнили эпохи AS и QS по глобальным средним мощностям сетей AAC и PPC для всех частот у младенцев с HC. Групповые сравнения (знаковый ранговый критерий Уилкоксона) выявили широко распространенные различия, которые были различимы для фазовых и амплитудных корреляций и зависели от частоты колебаний (рис. 2 a ).AAC обычно были сильнее во время AS на самых низких (0,4–0,7 Гц) частотах ( P <0,05) и сильнее во время QS на всех более высоких (2,8–22,6 Гц) частотах ( P <0,001). Тем не менее, PPC были значительно сильнее во время AS в диапазоне средних частот 2,8–4 Гц ( P <0,05), в то время как QS продемонстрировали значительно более сильные PPC как на низких (0,7–1 Гц, P <0,05), так и на высоких частотах. (16–22,6 Гц, P <0,001) частот. Тест на надежность разделенных когорт показал, что эти результаты надежны (дополнительный рис.S4). Визуальная оценка сигналов ЭЭГ во время быстрых движений глаз при СА показала, что фронтальные корреляции сигналов ЭЭГ не объясняются артефактами движения глаз (дополнительный рисунок S9).

Затем мы оценили влияние состояния бдительности на организацию пространственной сети путем выявления согласованных сетей, которые представляют собой подмножества самых сильных функциональных связей (ребер), которые в значительной степени являются общими для всей предметной группы (см. Дополнительный рисунок S5). Мы рассчитали плотность сети как долю согласованных ребер от числа всех возможных попарных функциональных взаимодействий.Плотность измеряет степень сходства или согласованности между субъектами в группе. Мы использовали метод начальной загрузки, чтобы проверить значимость разницы в плотности между AS и QS. Плотность согласованных сетей была обычно низкой на самых низких частотах (рис. 2 b ), но было обнаружено, что QS демонстрирует значительно более плотные сети в обоих AAC (1 Гц, P <0,001; и 2–2,8 Гц, ). P <0,05) и PPC (0,4–1 Гц; P <0,01) механизмов.Сети, сформированные AAC на средней частоте 5,7 Гц, были более плотными во время AS ( P <0,001). Эти результаты были стабильными независимо от того, были ли включены 10%, 20% или 30% самых сильных ребер в оценку согласованных сетей (дополнительный рисунок S6).

В совокупности результаты показывают, что сети AAC и PPC различаются в зависимости от состояния бдительности, и что эти различия наблюдаются на разных частотах как в силе, так и в согласованности сети.

Недоношенность связана с более сильными, но менее согласованными сетями AAC

Сначала мы исследовали влияние недоношенности на сети AAC.Глобальные сильные стороны AAC на каждой частоте сначала сравнивались между младенцами HC и EP в каждом состоянии бдительности отдельно. Мы обнаружили значительно более высокие средние глобальные силы AAC у младенцев EP на самых низких частотах (рис. 3 a ) в обоих состояниях бдительности ( P <0,05, критерий суммы рангов Вилкоксона). Это побудило к дальнейшей оценке нейроанатомической основы таких групповых различий. Мы оценили средние межреальные силы AAC во внутриполушарных, межполушарных и межрегиональных взаимодействиях и обнаружили несколько топологически специфических различий между EP и HC младенцами.Сети AAC во время обоих состояний бдительности были сильнее у младенцев EP на самых низких (≤ 2,8 Гц) частотах, и значительные различия были широко распространены, соединяя лобные или центральные области (рис. 3 a ). Младенцы EP также показали более сильную связь AAC во время AS на самых высоких частотах (11–23 Гц) в тех же сетях. Младенцы с HCV показали более сильную AAC только в среднем диапазоне частот (2,8–8 Гц) в связях, не связанных с лобными областями.

Рисунок 3.

Сети AAC для недоношенных новорожденных (EP) и здоровых детей контрольной группы (HC). ( a ) Графики отображают глобальные уровни силы AAC на каждой частоте колебаний. Обратите внимание на значительно более сильный AAC у младенцев EP на низких частотах. Матрицы ниже показывают региональные сравнения силы AAC; клетки без существенной разницы между группами EP и HC показаны белым. Младенцы EP показывают значительно более сильную AAC в нескольких диапазонах низких и высоких частот в региональных связях, которые включают лобные и центральные области.Однако у детей с HCV AAC значительно сильнее на средних частотах при соединениях, затрагивающих более задние области. Матрицы сгруппированы для изображения связей внутри области (внутри), между парами симметричных областей в полушариях (между), а также между различными областями внутри полушарий (крест): лобной, центральной, височной и затылочной. ( b ) На графиках показаны плотности согласованных сетей AAC в каждой детской группе. Младенцы HC имеют значительно более плотные сети на средних частотах.Визуальное сравнение круговых графиков, изображающих примеры согласованных сетей на 3 разных частотах (1, 4 и 8 Гц), показывает, как сеть средней частоты (4 Гц) у детей с HCV заметно плотнее в задних отделах; это наблюдение хорошо сравнивается с более высокой силой AAC, наблюдаемой в задних отделах ( a ). Оттенки краев отражают их частоту ( f ) по всей группе. Сплошные линии показывают среднее значение, а затемненный фон — значения SEM. Групповые различия для глобальных и региональных сравнений были проверены с помощью критерия суммы рангов Вилкоксона; достоверность различий плотности проверялась с помощью теста рандомизации; за обоими следовала апостериорная коррекция.Размер звездочек в обоих ( a ) и ( b ) относится к уровню статистической значимости (маленький: P <0,05; средний: P <0,01; большой: P <0,001).

Рис. 3.

Сети AAC у недоношенных новорожденных (EP) и здоровых детей контрольной группы (HC). ( a ) Графики отображают глобальные уровни силы AAC на каждой частоте колебаний. Обратите внимание на значительно более сильный AAC у младенцев EP на низких частотах. Матрицы ниже показывают региональные сравнения силы AAC; клетки без существенной разницы между группами EP и HC показаны белым.Младенцы EP показывают значительно более сильную AAC в нескольких диапазонах низких и высоких частот в региональных связях, которые включают лобные и центральные области. Однако у детей с HCV AAC значительно сильнее на средних частотах при соединениях, затрагивающих более задние области. Матрицы сгруппированы для изображения связей внутри области (внутри), между парами симметричных областей в полушариях (между), а также между различными областями внутри полушарий (крест): лобной, центральной, височной и затылочной.( b ) На графиках показаны плотности согласованных сетей AAC в каждой детской группе. Младенцы HC имеют значительно более плотные сети на средних частотах. Визуальное сравнение круговых графиков, изображающих примеры согласованных сетей на 3 разных частотах (1, 4 и 8 Гц), показывает, как сеть средней частоты (4 Гц) у детей с HCV заметно плотнее в задних отделах; это наблюдение хорошо сравнивается с более высокой силой AAC, наблюдаемой в задних отделах ( a ).Оттенки краев отражают их частоту ( f ) по всей группе. Сплошные линии показывают среднее значение, а затемненный фон — значения SEM. Групповые различия для глобальных и региональных сравнений были проверены с помощью критерия суммы рангов Вилкоксона; достоверность различий плотности проверялась с помощью теста рандомизации; за обоими следовала апостериорная коррекция. Размер звездочек в обоих ( a ) и ( b ) относится к уровню статистической значимости (маленький: P <0,05; средний: P <0.01; большой: P <0,001).

В дополнение к сильным сторонам сети, недоношенность может также вызвать повышенную неоднородность в сетях AAC из-за индивидуально изменчивых и диффузных подкорковых поражений (Batalle et al., 2017), вызванных медицинскими невзгодами во время ранней помощи преждевременным родам (Penn et al., 2016). Это будет наблюдаться как более низкая плотность согласованных сетей в группе младенцев EP. Чтобы проверить идею, мы оценили согласованные сети в обеих группах младенцев, как указано выше, и проверили их статистическую разницу с помощью теста рандомизации, в котором метки младенцев EP и HC были перемешаны.Мы обнаружили, что плотность сетей AAC средней частоты была значительно меньше у младенцев, подвергшихся недоношенности, и что результаты не были связаны с состоянием бдительности (4–8 Гц при AS и 2–5,7 Гц при QS, P <0,05; рис. . 3 b ). Наблюдения были устойчивыми в диапазоне различных пороговых значений для групповых согласованных сетей (дополнительный рисунок S7). Дальнейшая визуальная проверка согласованных сетей на уровне группы (рис. 3 b ) показала, что младенцы EP и HC имели разные глобальные архитектуры подключения AAC.В соответствии с вышеизложенными выводами о сильных сторонах сети AAC, эти различия были наиболее заметны в межполушарных связях, а также в связях между лобными и другими регионами.

Эти данные вместе подтверждают гипотезу о том, что недоношенность влияет на сети AAC в определенных колебательных частотах и ​​корковых структурах. Мы обнаружили, что недоношенность приводит к усилению низкочастотного AAC во фронтальных сетях и ослаблению задних среднечастотных сетей AAC. Кроме того, недоношенность привела к более низкой плотности сети, то есть к более гетерогенным сетям AAC на средних частотах.

Сети PPC широко рассредоточены по причине недоношенности

Сначала мы оценили влияние недоношенности на сети PPC со средними глобальными преимуществами сетей PPC. Мы обнаружили сопоставимые уровни PPC в обеих группах младенцев (рис. 4 a ), при этом только низкая частота (0,7–1 Гц, P <0,05) была сильнее у младенцев EP во время AS. Дальнейшие региональные сравнения показали, что эти результаты в основном связаны со значительно более сильной низкочастотной ППК в лобных и / или центральных областях у младенцев с ВП (рис.4 a ).

Рисунок 4.

Сети КПП у недоношенных (ВП) и здоровых детей контрольной группы (НК). ( a ) Графики отображают глобальные уровни эффективности PPC. Только низкочастотный PPC значительно сильнее у младенцев EP. Матрицы ниже показывают региональные сравнения силы PPC; клетки без существенной разницы между группами EP и HC показаны белым. Младенцы EP показывают значительно более сильную PPC в нескольких сравнениях, которые в основном сосредоточены в низкочастотном диапазоне и в областях, включающих лобные или центральные области.Матрицы сгруппированы для изображения связей внутри области (внутри), между парами симметричных областей в полушариях (между), а также между различными областями внутри полушарий (крест): лобной, центральной, височной и затылочной. ( b ) Графики отображают плотности согласованных сетей PPC в каждой детской группе. Младенцы HC имеют значительно более плотные согласованные сети как в состояниях сна, так и в широком диапазоне частот. Визуальное сравнение круговых графиков, изображающих примеры согласованных сетей на 3 разных частотах (0.7, 4 и 16 Гц) иллюстрирует, как разница в согласованных сетях распределяется по всем региональным сравнениям. Оттенки краев показывают их частоту ( f ) по всей группе. Сплошные линии показывают среднее значение, а затемненный фон — значения SEM. Групповые различия для глобальных и региональных сравнений были проверены с помощью критерия суммы рангов Вилкоксона; достоверность различий плотности проверялась с помощью теста рандомизации; за обоими следовала апостериорная коррекция. Размер звездочек в обоих ( a ) и ( b ) относится к уровню статистической значимости (маленький: P <0.05; средний: P <0,01; большой: P <0,001).

Рисунок 4.

Сети КПП у недоношенных детей раннего возраста и здоровых детей контрольной группы. ( a ) Графики отображают глобальные уровни эффективности PPC. Только низкочастотный PPC значительно сильнее у младенцев EP. Матрицы ниже показывают региональные сравнения силы PPC; клетки без существенной разницы между группами EP и HC показаны белым. Младенцы EP показывают значительно более сильную PPC в нескольких сравнениях, которые в основном сосредоточены в низкочастотном диапазоне и в областях, включающих лобные или центральные области.Матрицы сгруппированы для изображения связей внутри области (внутри), между парами симметричных областей в полушариях (между), а также между различными областями внутри полушарий (крест): лобной, центральной, височной и затылочной. ( b ) Графики отображают плотности согласованных сетей PPC в каждой детской группе. Младенцы HC имеют значительно более плотные согласованные сети как в состояниях сна, так и в широком диапазоне частот. Визуальное сравнение круговых графиков, изображающих примеры согласованных сетей на 3 разных частотах (0.7, 4 и 16 Гц) иллюстрирует, как разница в согласованных сетях распределяется по всем региональным сравнениям. Оттенки краев показывают их частоту ( f ) по всей группе. Сплошные линии показывают среднее значение, а затемненный фон — значения SEM. Групповые различия для глобальных и региональных сравнений были проверены с помощью критерия суммы рангов Вилкоксона; достоверность различий плотности проверялась с помощью теста рандомизации; за обоими следовала апостериорная коррекция. Размер звездочек в обоих ( a ) и ( b ) относится к уровню статистической значимости (маленький: P <0.05; средний: P <0,01; большой: P <0,001).

В то время как на общую прочность сетей PPC недоношенность не очень сильно влияла, все же можно было предположить, что диффузные структурные повреждения, связанные с недоношенностью, могут трансформироваться в повышенную неоднородность в формировании паттерна сети. Чтобы проверить эту идею, мы оценили плотности групповых согласованных сетей для всех частот и обоих состояний бдительности, как указано выше. Мы обнаружили большие различия в согласованности сети PPC между младенцами EP и HC (рис.4 б ). Младенцы HC имели значительно большую согласованность сети как в состояниях бдительности, так и на большинстве частот, в частности, на более низких (0,4–0,7 Гц при AS и 0,4–2 Гц при QS, P <0,05) и на максимальных (11,3 –22,6 Гц в обоих состояниях, частоты P <0,01). Результаты также были устойчивы к выбору порога, используемого при оценке согласованных сетей и их плотности (дополнительный рисунок S8). Дальнейший визуальный осмотр согласованных сетевых графов (рис.4 b ) предположили существенные различия в межполушарных связях, а также в продольных связях между лобной и другими областями (рис. 4 b ), обе из которых казались более плотными у младенцев с HC.

Эти наблюдения вместе показывают, что, хотя недоношенность оказывает лишь незначительное влияние на силу фазовой связи, она связана с крупномасштабным разбросом сетей PPC по существу во всем исследуемом частотном спектре и в широко разделенных областях мозга.

Фронтальные сети ППК коррелируют с новорожденным неврологическим действием

Приведенные выше данные показали, что недоношенность коррелирует с несколькими специфическими изменениями в ранних сетях PPC и AAC. Чтобы увидеть, являются ли эти сетевые изменения клинически значимыми с точки зрения неврологической деятельности и, следовательно, функционально значимыми для развития мозга, мы изучили детей с ВП, используя стандартизированную неврологическую оценку на момент записи ЭЭГ. Высокая размерность (6 основных параметров, 34 пункта) этой клинической оценки была уменьшена с помощью PCA для получения баллов неврологической комбинации, которые прогнозировали двигательное (C1) и нейрокогнитивное (C2) развитие, соответственно (см. Методы).

Затем мы изучили корреляции между неврологическими баллами и сильными сторонами глобальных, а также межреальных сетей AAC и PPC, вычислив коэффициенты корреляции Пирсона ( r ) и их соответствующие BF. Мы не обнаружили каких-либо значимых взаимосвязей между силой сетей AAC и показателями неврологической работоспособности. Однако мы обнаружили множественные существенные корреляции в обоих состояниях бдительности между силой сетей PPC и оценкой C2, все в 1.Частотный диапазон 4–4 Гц (рис. 5 a ) и затрагивает лобные области и лобно-затылочные связи.

Рисунок 5.

Взаимосвязь между корковыми сетями и неврологической работоспособностью у младенцев, подвергшихся ранней недоношенности. ( a ) Корреляционный анализ между региональной силой PPC и неврологической оценкой C2 показал значительную взаимосвязь как во время активного сна (AS), так и во время спокойного сна (QS). Более сильная PPC в соединениях, затрагивающих лобные области, коррелирует с лучшими неврологическими характеристиками в доношенном возрасте.Матрицы отображают результаты только для случаев с BF> 3 для корреляции Пирсона r , которая показана в ячейках. Примеры диаграмм разброса (красные рамки) показаны для взаимосвязи между силой PPC и C2 по всей группе младенцев. ( b ) Перекрытие между топологией сети индивидуумов EP и их средним групповым паттерном коррелирует с неврологическими характеристиками (как для C1, так и для C2) в сетях PPC на более низких частотах (1,4–2 Гц) для мультиплексных соединений. Для сетей AAC отклонение от среднегрупповой сети в лобно-височных связях на высоких частотах (11.3–22,6 Гц) было связано с лучшим неврологическим выходом (C1 и C2). Круговые диаграммы под каждым графиком разброса показывают сравнение перекрытий сетей между HC и EP младенцев для соответствующей межреальной подсети. Красные линии изображают края, которые присутствуют в обеих группах, а серые линии представляют края, присутствующие только в младенческих группах EP или HC.

Рис. 5.

Взаимосвязь между корковыми сетями и неврологической работоспособностью у младенцев, подвергшихся ранней недоношенности. ( a ) Корреляционный анализ между региональной силой PPC и неврологической оценкой C2 показал значительную взаимосвязь как во время активного сна (AS), так и во время спокойного сна (QS).Более сильная PPC в соединениях, затрагивающих лобные области, коррелирует с лучшими неврологическими характеристиками в доношенном возрасте. Матрицы отображают результаты только для случаев с BF> 3 для корреляции Пирсона r , которая показана в ячейках. Примеры диаграмм разброса (красные рамки) показаны для взаимосвязи между силой PPC и C2 по всей группе младенцев. ( b ) Перекрытие между топологией сети индивидуумов EP и их средним групповым паттерном коррелирует с неврологическими характеристиками (как для C1, так и для C2) в сетях PPC на более низких частотах (1.4–2 Гц) для мультиплексных соединений. Для сетей AAC отклонение от среднегрупповой сети в лобно-височных связях на высоких частотах (11,3–22,6 Гц) было связано с лучшим неврологическим выходом (C1 и C2). Круговые диаграммы под каждым графиком разброса показывают сравнение перекрытий сетей между HC и EP младенцев для соответствующей межреальной подсети. Красные линии изображают края, которые присутствуют в обеих группах, а серые линии представляют края, присутствующие только в младенческих группах EP или HC.

Предыдущие результаты этого исследования показали, что недоношенность была связана со значительным снижением согласованности функциональных сетей связи, что не зависело от влияния недоношенности на силу сцепления как таковую. Затем мы спросили, могут ли аномальные индивидуальные сетевые архитектуры предсказывать неврологические функции. С этой целью мы вычислили для каждого ребенка с ВП отклонения их сетей от среднегрупповых сетей и коррелировали это с оценками неврологической работоспособности.Индивидуальное отклонение оценивалось как пространственное перекрытие между подмножеством самых сильных ребер в индивидуальной сети с соответствующей сетью на уровне группы (см. Методы). Мы вычислили это для всей сети (глобальное перекрытие), а также для региональных соединений (локальное перекрытие). Мы обнаружили, что фронтально соединяющиеся сети выборочно коррелировали с неврологическими характеристиками, однако частотный диапазон и направление корреляции были противоположными между PPC и AAC. Более высокое перекрытие низкой частоты (1.4–2 Гц) лобно-центральные сети КПП коррелировали с лучшими неврологическими показателями ( r = 0,47, BF = 9) как по моторным (C1), так и по когнитивным оценкам (C2). Напротив, возрастающее отклонение от средних по группе сетей AAC коррелировало с лучшими неврологическими оценками ( r ≤ -0,51, BF ≥ 18; рис. 5 b ) в лобно-височных связях в более высоком частотном диапазоне (11,3–22,6 Гц). Соответствующие результаты были устойчивы к разным пороговым значениям ( k = 10% и 20%).Сравнение сетей на уровне группы показало, что эти фронтально соединяющиеся подсети очень сопоставимы между EP и HC младенцами (рис. 5 b ).

Эти данные вместе показывают, что фронтально соединяющие сети PPC, как с точки зрения силы связи, так и с точки зрения согласованности сетевых структур, однозначно предсказывают неврологические характеристики новорожденных, подвергшихся недоношенности.

Обсуждение

Мы показываем, что спонтанная активность коры головного мозга человека при рождении уже организована в мультиплексные функциональные сети связи в нескольких частотных диапазонах, которые реагируют на изменения в состояниях бдительности.Более того, мы показываем, что наиболее распространенный клинический фактор риска, преждевременные роды (ВОЗ, 2012), приводит к избирательной дисфункции во фронтальных кортикальных сетях при межреальном фазовом взаимодействии, что коррелирует с индивидуальными неврологическими характеристиками новорожденного. В нашей работе использовались новые реалистичные методы реконструкции кортикального источника и обширное компьютерное моделирование для проведения надежного сетевого анализа. Полученные данные в целом согласуются с недавними исследованиями мозга взрослых, в которых стало ясно, что сосуществуют несколько частотно-зависимых сетей (De Domenico et al.2016; Siebenhühner et al. 2016; Yu et al. 2017) и коррелируют с нормальным и патологическим поведением (Siebenhühner et al., 2016; Yu et al., 2017).

Наши результаты предполагают 2 явно противоположных сетевых эффекта, связанных с недоношенностью. Во-первых, младенцы EP показали более сильные связи PPC и AAC на низких частотах в лобных областях. Сила фронтальных низкочастотных сетей в доношенном возрасте может отражать незрелость, поскольку в предыдущих клинических исследованиях на чрезвычайно недоношенных младенцах сообщалось об отсроченном возникновении фронтальных волновых форм ЭЭГ, таких как «encoches frontales» или передняя медленная аритмия (André et al.2010). Во-вторых, младенцы EP демонстрировали более низкую плотность сети в широком диапазоне частот как в сетях AAC, так и в сетях PPC. Это подразумевает более высокую индивидуальную вариабельность топологии сети у младенцев EP. Недавнее исследование продемонстрировало высокое совпадение структурных паттернов сетей между мозгом здорового новорожденного и взрослого (van den Heuvel et al. 2015), что свидетельствует о раннем установлении согласованной структурной сетевой архитектуры мозга. Мы предполагаем, что повышенная вариабельность сети у детей с ВП представляет собой электрофизиологические корреляты для известного клинического разнообразия траекторий развития нервной системы (ВОЗ, 2012; Джонсон и Марлоу, 2017), являющегося результатом широкого спектра ранних и поздних клинических неблагоприятных факторов (Penn et al.2016).

Наши результаты широко поддерживаются предыдущими исследованиями младенцев с использованием МРТ, которые показывают разнообразные микроструктурные эффекты недоношенности на созревание подкорковой сети (Batalle et al., 2017; Guo et al., 2017) или кортикальную складку (Lefevre et al., 2016). В некоторых исследованиях также оценивались пространственные корреляции кровотока с помощью функциональной МРТ (фМРТ), где недоношенность может влиять на некоторые структуры пространственной корреляции (Karolis et al., 2016; Smyser et al., 2016). Однако, насколько нам известно, это первое исследование на новорожденном человеке, которое охарактеризовало кортикокортикальные сети, которые работают в миллисекундном (PPC) и мультисекундном (AAC) диапазонах.Быстрая временная динамика и мультиплексная природа в этих сетях нейронной активности ставят под вопрос или исключают прямое сравнение с исследованиями, в которых изучаются гораздо более медленные изменения кровотока через нейроваскулярное сопряжение, например, зарегистрированные с помощью фМРТ или ближней инфракрасной спектроскопии. Действительно, недавние экспериментальные данные показывают, что уникальная с точки зрения развития ранняя корковая активность, изученная в нашей работе ЭЭГ (Vanhatalo and Kaila 2006; Colonnese and Khazipov 2012; Luhmann et al. 2016), не будет обнаружена на основе фМРТ, поскольку у них мало или нет коррелятов в крови. оксигенация / колебания потока (Colonnese, Khazipov 2012; Zehendner et al.2013; Козберг и Хиллман, 2016). Следовательно, дальнейшее механистическое объяснение наших настоящих результатов требует сравнения с электрофизиологическими записями в экспериментальных исследованиях.

Несмотря на различия во временных масштабах и концептуальную дихотомию между связью PPC и AAC (Engel et al., 2013), сети, работающие с этими двумя механизмами, не являются взаимоисключающими, и они могут даже быть взаимно коррелированными (Жигалов и др., 2017) . Это может быть особенно характерно для мозга новорожденного, где наблюдаемые частотно-специфические сокращения плотности сети за счет EP могут найти интригующее разрешение в структуре ранней корковой активности.Спонтанные, пространственно скоординированные переходные процессы нейрональной активности являются характерным свойством ранней мозговой активности, которая может вызывать оба механизма связи одновременно.

Недавняя обширная работа с моделями животных предоставила детальное понимание механизмов и важности для развития этих ранних сетевых событий. Эти события теперь участвуют в управлении ранним ростом сети, а также в поддержке выживания нейронов (Blankenship and Feller 2010; Colonnese and Khazipov 2012; Luhmann et al.2016; Blanquie et al. 2017а). Их электрическая сигнатура в моделях на животных — это периодическое проявление нейрональной активности, которая вызывает различные частотные компоненты в корковых, субпластинчатых и таламокортикальных сетях (Luhmann et al., 2016; Luhmann and Khazipov, 2018). В неокортексе эти события часто называют всплесками веретена, однако различные типы прерывистой сетевой активности могут распознаваться, например, в гиппокампе или других глубоких ядрах. Исследования спонтанной мозговой активности у младенца человека всегда ограничиваются неинвазивными измерениями на коже черепа, а регистрируемая активность ЭЭГ предположительно коркового или подкоркового происхождения.Следовательно, разнообразие событий нейронных сетей, наблюдаемых в записях инвазивных животных, невозможно наблюдать в исследованиях на людях, и корреляции между видами остаются на уровне выявления вычислительных или феноменологических коррелятов.

В настоящее время широко признано, что переходные процессы спонтанной активности (SAT; также называемые всплесками или дельта-щетками), вероятно, коррелируют со всплесками неокортикального веретена, обнаруженными у грызунов (Vanhatalo and Kaila 2006; Luhmann et al.2016). Это многочастотные события, которые доминируют в активности ЭЭГ новорожденных.Наши текущие результаты по ЭЭГ человека совместимы с идеей, что более низкая частота PPC связана с синхронностью в медленной несущей волне, генерируемой в более глубоких корковых структурах во время этих всплесков, как показано на моделях грызунов (Khazipov and Luhmann 2006; Luhmann and Khazipov 2018). Более высокая частота AAC, в свою очередь, может быть результатом внутрикортикальной активности и связана с крупномасштабным пространственным совместным возникновением этих событий, что недавно было показано у обоих животных (Brockmann et al., 2011; Luhmann et al.2016) и исследования на людях (Omidvarnia et al.2014). Однако прямые многосайтовые записи, охватывающие несколько областей и слоев неокортекса, а также вычислительный анализ с использованием показателей AAC и PPC (Brockmann et al. 2011; Reincke and Hanganu-Opatz 2017) необходимы для точного установления фактических клеточных коррелятов показателей сцепления. используется в нашей настоящей работе.

Учитывая предложенные выше механизмы, лежащие в основе клеточного уровня, наши результаты предлагают интригующую гипотезу, объясняющую, почему у младенцев EP более низкая плотность сетей или более изменчивые сети.В настоящее время широко признано, что сети мозга создаются под управлением периодических нейронных сетевых событий (Blankenship and Feller 2010; Hanganu-Opatz 2010; Brockmann et al.2011; Minlebaev et al.2011; Luhmann and Khazipov 2018). Их экспериментальное сокращение на животных моделях приводит к апоптозу нейронов (Blanquie et al. 2017a, b), а также к сетевым нарушениям (Tolner et al. 2012). Предыдущие исследования на младенцах согласуются с этой идеей, показывая, что снижение активности в раннем возрасте приводит к замедлению структурного роста мозга (Benders et al.2015). Наша работа совместима с идеей, что недоношенность ставит под угрозу это зависимое от активности развитие, влияя на SAT, которые обычно функционируют как пространственно-координирующий тренировочный механизм для первых нейронных сетей. Этот зависимый от активности, но не зависящий от опыта механизм генетически запрограммирован, что приводит к относительно устойчивым сетям, наблюдаемым у младенцев с ГК (van den Heuvel et al.2015), которые затем будут нарушены множеством патологий, с которыми могут столкнуться младенцы EP (Penn et al .2016). Прямая экспериментальная проверка этой гипотезы может быть невозможна на новорожденном человеке, однако экспериментальные модели животных могут быть использованы с помощью предлагаемых трансляционных тестов (Vanhatalo and Kaila 2006; Luhmann et al.2016; Reincke and Hanganu-Opatz 2017; Luhmann and Khazipov 2018). ).

Наш пространственный анализ показывает, что недоношенность избирательно влияет на функциональные связи от лобных к другим кортикальным областям, и, более того, неврологические баллы детей с ВП были выборочно коррелированы с кортикальными сетями, включающими лобные области.Полученные данные согласуются с более широкой идеей о том, что развитие сети мозга следует по разным траекториям в прецентральной и постцентральной областях (Vasung et al. 2011; Fransson et al. 2013; Kostović et al. 2014; Omidvarnia et al. 2014; Dubois et al. 2015) ). Наша работа обеспечивает поддержку уровня нейронной активности для многих предыдущих работ, которые показали, как недоношенность влияет на фронтальную подкорковую микроструктуру, включая связи с лобными долями и внутри них (Batalle et al., 2017; Guo et al.2017), а также развитие когнитивных функций, закрепленных за лобными областями (Johnson and Marlow, 2017). Ранние поражения белого вещества в лобных областях выборочно связаны с нейрокогнитивным развитием недоношенных детей (Guo et al.2017). Предполагается, что этот эффект возникает из-за нарушения внеклеточного матрикса на главном перекрестке дорог, что приводит к нарушению развития кортикокортикальных ассоциативных волокон, структур глиальных клеток, а также к продолжающейся миграции нейронов (Judaš et al. 2005; Jovanov-Milošević et al.2014). В более общем плане вовлечение лобных областей не ограничивается патологиями раннего возраста, поскольку нарушения фронтальной нейрональной синхронизации, по-видимому, сохраняются в детстве у детей бывшего ВП (Моисеев и др., 2015), и они также характеризуют приобретенные состояния, такие как черепно-мозговые травмы. взрослых (Вакорин и др., 2016).

Два режима нейрональной связи, AAC и PPC, продемонстрировали различные корреляции с клиническими показателями, оцененными по неврологическим баллам. Эффективность низкочастотных сетей PPC сильно коррелировала с производительностью, в то время как для сетей AAC никакой корреляции не наблюдалось.Предыдущие исследования у взрослых показывают, что сети AAC связаны со структурным коннектомом, в то время как сети PPC в большей степени отражают функциональные созвездия, которые обслуживают более динамичные и сложные операции мозга (Palva and Palva 2011; Engel et al. 2013). Как в гистологических исследованиях, так и в исследованиях визуализации in vivo было показано, что интегративные сети дальнего действия, похожие на коннектом взрослых, возникают на очень ранней стадии развития (Ball et al., 2014; van den Heuvel et al., 2015), за которым следует рост более коротких кортикокортикальных путей (Васунг и др.2011; Костович и др. 2014; Dubois et al. 2015), последние из которых, по-видимому, больше страдают от недоношенности (Karolis et al., 2016; Batalle et al., 2017). Мы предполагаем, что ППК лобных кортикальных сетей отражает функциональную целостность этих локальных кортикокортикальных путей, и что лобная ППК может предлагать первый функциональный показатель сетей мозга, который коррелирует с клиническими показателями у новорожденных, подвергшихся недоношенности. Ожидающие подтверждения на более крупных когортах, такие ранние функциональные биомаркеры нейроразвития обещают улучшить понимание того, как ранняя недоношенность приводит к неблагоприятным траекториям развития.Кроме того, функциональные измерения активности нейронных сетей могут служить ранним ориентиром для новых терапевтических вмешательств, которые обещают значительно ускорить терапевтические исследования за счет дополнения протоколов долгосрочного наблюдения.

Вклад авторов

A.T., S.V., A.L., M.M., and M.P. разработал исследование; A.L. провел исследования неврологических исходов. М.М. набирали пациентов и собирали клинические данные. С.С. проанализировал неврологические данные и предварительно обработал записи ЭЭГ; А.Т. написал программу и провел анализ данных ЭЭГ; А.Т., М.П., ​​С.В. интерпретировал данные анализа ЭЭГ. В. и С.В. подготовил статью, и все авторы отредактировали статью.

Финансирование

Академия Финляндии (276523 и 288220), Фонд Сигрид Юселиус (Sigrid Juséliuksen Säätiö), Финский культурный фонд (Suomen Kulttuurirahasto) (00161034), Финский педиатрический фонд (Lastentautien tutkimussäätiö) и Фонд Арво Яппи Леа.

Банкноты

Мы хотим поблагодарить доктора Натана Стивенсона за исправления языка и другие проницательные комментарии к рукописи. Конфликт интересов : Не объявлен.

Особенности

• Динамические функциональные мультиплексные сети сосуществуют в коре головного мозга новорожденного.

• Эти сети независимо реагируют на изменения в состоянии бдительности.

• Ранние преждевременные роды приводят к широко распространенным, но специфическим изменениям в этих сетях.

• Сила связи с лобными областями коррелирует с неврологической работоспособностью.

Список литературы

Андре

M

,

Lamblin

MD

,

d’Allest

AM

,

Curzi-Dascalova

L

,

Moussalli-Salefranque

0003

Vecchierini-Blineau

MF

,

Wallois

F

,

Walls-Esquivel

E

,

Plouin

P.

2010

.

Электроэнцефалография недоношенных и доношенных детей. Особенности развития и глоссарий

.

Нейрофизиол Клиника

.

40

:

59

—

124

.

Болл

G

,

Aljabar

P

,

Zebari

S

,

Tusor

N

,

Arichi

T

,

ECS

Ogundipe

E

,

Rueckert

D

,

Edwards

AD

и др.

2014

.

Богато-клубная организация мозга новорожденного человека

.

Proc Natl Acad Sci USA

.

111

:

7456

—

7461

.

Batalle

D

,

Hughes

EJ

,

Zhang

H

,

Tournier

JD

,

Tusor

N

,

Aljabar

,

Aljabar

Александр

DC

,

Хайнал

СП

,

Носарти

C

и др.

2017

.

Раннее развитие структурных сетей и влияние недоношенных детей на связь мозга

.

Нейроизображение

.

149

:

379

—

392

.

Бейли

N

.

2006

.

Весы Бейли для развития младенцев и малышей

.

Сан-Антонио, Техас

:

Оценка Харкорта

.

Бендерс

MJ

,

Palmu

K

,

Menache

C

,

Borradori-Tolsa

C

,

Lazeyras

F

enko

000 Sizon

000

000 Sizon

,

Vanhatalo

S

,

Huppi

PS

.

2015

.

Ранняя активность мозга связана с последующим ростом мозга у недоношенных детей

.

Цереб Кортекс

.

25

:

3014

—

3024

.

Blankenship

AG

,

Feller

MB

.

2010

.

Механизмы, лежащие в основе спонтанной паттернированной активности в развивающихся нервных цепях

.

Нат Рев Neurosci

.

11

:

18

—

29

.

Blanquie

O

,

Kilb

W

,

Sinning

A

,

Luhmann

HJ

.

2017

а.

Гомеостатическое взаимодействие между электрической активностью и апоптозом нейронов в развивающейся неокортексе

.

Неврология

.

358

:

190

—

200

.

Blanquie

O

,

Yang

JW

,

Kilb

W

,

Sharopov

S

,

Sinning

A

,

Luhmann

.

2017

б.

Электрическая активность контролирует специфическую для области экспрессию нейронального апоптоза в развивающейся коре головного мозга мышей

.

Элиф

.

6

:

e27696

.

Бресслер

SL

,

Menon

V

.

2010

.

Крупномасштабные сети мозга в познании: новые методы и принципы

.

Trends Cogn Sci

.

14

:

277

—

290

.

Brockmann

MD

,

Poschel

B

,

Cichon

N

,

Hanganu-Opatz

IL

.

2011

.

Связанные колебания опосредуют направленные взаимодействия между префронтальной корой и гиппокампом новорожденных крыс

.

Нейрон

.

71

:

332

—

347

.

Brookes

MJ

,

Woolrich

MW

,

Barnes

GR

.

2012

.

Измерение функциональной связности в MEG: многомерный подход, нечувствительный к утечке из линейного источника

.

Нейроизображение

.

63

:

910

—

920

.

Колоннес

M

,

Хазипов

R

.

2012

.

Спонтанная активность в развитии сенсорных цепей: значение для состояния покоя фМРТ

.

Нейроизображение

.

62

:

2212

—

2221

.

Dale

AM

,

Liu

AK

,

Fischl

BR

,

Buckner

RL

,

Belliveau

JW

,

000

Lewine

,

000

Lewine

2000

.

Динамическое статистическое параметрическое картирование: сочетание фМРТ и МЭГ для визуализации корковой активности с высоким разрешением

.

Нейрон

.

26

:

55

—

67

.

Де Доменико

M

,

Sasai

S

,

Arenas

A

.

2016

.

Отображение мультиплексных узлов в сетях функционального мозга человека

.

Фронт Neurosci

.

10

:

326

.

Despotovic

I

,

Cherian

PJ

,

De Vos

M

,

Hallez

H

,

Deburchgraeve

W

000 PJ

,

Gova ,

Visser

GH

,

Swarte

RM

,

Vansteenkiste

E

и др.

2013

.

Связь источников эпилептических припадков новорожденных с острыми перинатальными поражениями головного мозга, наблюдаемыми на МРТ: пилотное исследование

.

Hum Brain Mapp

.

34

:

2402

—

2417

.

Dubois

J

,

Kostović

I

,

Judaš

M

.

2015

.

Развитие структурной и функциональной связности

.

Мозговая карта

.

2

:

423

—

437

.

Дубовиц

LMS

,

Дубовиц

V

,

Mercuri

E

.

1999

.

Неврологическое обследование недоношенных и доношенных новорожденных

.

Лондон

:

Mac Keith Press

.

Энгель

AK

,

Gerloff

C

,

Hilgetag

CC

,

Nolte

G

.

2013

.

Режимы внутренней связи: многомасштабные взаимодействия в текущей мозговой деятельности

.

Нейрон

.

80

:

867

—

886

.

Fransson

P

,

Metsäranta

M

,

Blennow

M

,

Aden

U

,

Lagercrantz

H

,

Van4hatalo

Van4hatalo

2013

.

Раннее развитие пространственных паттернов степенного частотного масштабирования в данных состояния покоя FMRI и данных ЭЭГ в головном мозге новорожденного

.

Цереб Кортекс

.

23

:

638

—

646

.

Gramfort

A

,

Papadopoulo

T

,

Olivi

E

,

Clerc

M

.

2010

.

OpenMEEG: программное обеспечение с открытым исходным кодом для квазистатической биоэлектромагнетизма

.

Биомед Рус Онлайн

.

9

:

45

.

Griffiths

R

,

Huntley

M

,

Ассоциация исследований в области развития младенцев и детей (U.К.)

.

1996

.

Шкалы умственного развития Гриффитса от рождения до 2 лет: учебное пособие

.

Хенли-он-Темз

:

Испытательное агентство

.

Grigg-Damberger

M

,

Gozal

D

,

Marcus

CL

,

Quan

SF

,

Rosen

CL

000

Chervin

Chervin

,

Picchietti

DL

,

Sheldon

SH

,

Iber

C

.

2007

.

Визуальная оценка сна и возбуждения у младенцев и детей

.

Дж. Клин Сон Мед

.

3

:

201

—

240

.

Guo

T

,

Duerden

EG

,

Adams

E

,

Chau

V

,

Branson

HM

,

Pos4000 9000 9000 MM

Pos4000 9000 MM 9000 9000 MM 9000 9000 MM

Synnes

A

,

Grunau

RE

,

Miller

SP

.

2017

.

Количественная оценка повреждения белого вещества у недоношенных новорожденных: связь с исходами

.

Неврология

.

88

:

614

—

622

.

Хангану-Опатц

Иллинойс

.

2010

.

Между молекулами и опытом: роль ранних паттернов скоординированной активности для развития кортикальных карт и сенсорных способностей

.

Brain Res Ред.

.

64

:

160

—

176

.

Хаяси-Курахаси

N

,

Кидокоро

H

,

Кубота

T

,

Маруяма

K

,

Като

J

000 Tato

000

000400040004

,

Hayakawa

F

,

Watanabe

K

,

Okumura

A

.

2012

.

ЭЭГ для прогнозирования раннего развития нервной системы у недоношенных детей: обсервационное когортное исследование

.

Педиатрия

.

130

:

e891

—

e897

.

Hipp

JF

,

Hawellek

DJ

,

Corbetta

M

,

Siegel

M

,

Engel

AK

.

2012

.

Крупномасштабная корреляционная структура спонтанной колебательной активности

.

Nat Neurosci

.

15

:

884

—

890

.

Джонсон

S

,

Марлоу

N

.

2017

.

Ранние и отдаленные исходы крайне недоношенных детей

.

Арч Дис Детский

.

102

:

97

—

102

.

Йованов-Милошевич

N

,

Judaš

M

,

Aronica

E

,

Kostović

I

.

2014

.

Нейронный ECM в ламинарной организации и развитии связи в здоровом и больном человеческом мозге

.

Prog Brain Res

.

214

:

159

—

178

.

Judaš

M

,

Radoš

M

,

Jovanov-Milošević

N

,

Hrabač

P

,

Штерн-Падован

000 I

R

2005

.

Структурные, иммуноцитохимические и МРТ-изображения перивентрикулярных перекрестков растущих корковых путей у недоношенных детей

.

AJNR Am J Neuroradiol

.

26

:

2671

—

2684

.

Кабдебон

C

,

Leroy

F

,

Simmonet

H

,

Perrot

M

,

Dubois

J

,

Dehaene-L0004.

2014

.

Анатомические корреляции международной системы размещения датчиков 10–20 у младенцев

.

Нейроизображение

.

99

:

342

—

356

.

Каролис

VR

,

Фраудист-Уолш

S

,

Бриттен

PJ

,

Kroll

J

,

Болл

G

,

Adwards

AD

F

,

Williams

SC

,

Murray

RM

,

Nosarti

C

.

2016

.

Усиление клубной архитектуры мозга после раннего нарушения нервного развития, вызванного очень преждевременными родами

.

Цереб Кортекс

.

26

:

1322

—

1335

.

Хазипов

R

,

Luhmann

HJ

.

2006

.

Ранние образцы электрической активности в развивающейся коре головного мозга человека и грызунов

.

Trends Neurosci

.

29

:

414

—

418

.

Корхонен

O

,

Palva

S

,

Palva

JM

.

2014

.

Разреженные веса для коллапса обратных решений кортикальных частичек оптимизируют точность реконструкции источника М / ЭЭГ

.

J Neurosci Methods

.

226

:

147

—

160

.

Костович

I

,

Йованов-Милошевич

N

,

Радош

M

,

Седмак

G

,

Бенджак

000

000 Sedmak

000 M

000

000

000 V

000 Кого

L

,

Culjat

M

,

Radoš

M

,

Hüppi

P

,

Judaš

M.

2014

.

Перинатальная и ранняя постнатальная реорганизация субпластинки и связанных с ней клеточных компартментов в стенке головного мозга человека, выявленная гистологическим и МРТ

.

Функция структуры мозга

.

219

:

231

—

253

.

Козберг

M

,

Hillman

E

.

2016

.

Нейроваскулярная связь и энергетический обмен в развивающемся головном мозге

.

Prog Brain Res

.

225

:

213

—

242

.

Lefevre

J

,

Germanaud

D

,

Dubois

J

,

Rousseau

F

,

de Macedo Santos

I

Angle

,

Huppi

PS

,

Girard

N

,

De Guio

F

.

2016

.

Сравнимы ли траектории развития кортикальных складок в поперечных наборах данных плодов и недоношенных новорожденных?

Cereb Cortex

.

26

:

3023

—

3035

.

Луман

HJ

,

Хазипов

R

.

2018

.

Паттерны нейрональной активности в развивающейся бочкообразной коре

.

Неврология

.

368

:

256

—

267

.

Luhmann

HJ

,

Sinning

A

,

Yang

JW

,

Reyes-Puerta

V

,

Stüttgen

MC

000 Suk

000 Suk

.

2016

.

Спонтанная нейронная активность в развитии неокортикальных сетей: от отдельных клеток до крупномасштабных взаимодействий

.

Передние нейронные цепи

.

10

:

40

.

Минлебаев

M

,

Colonnese

M

,

Цинцадзе

T

,

Sirota

A

,

Khazipov

R

.

2011

.

Ранние гамма-колебания синхронизируют развивающиеся таламус и кору

.

Наука

.

334

:

226

—

229

.

Моисеев

A

,

Doesburg

SM

,

Herdman

AT

,

Ribary

U

,

Grunau

RE

.

2015

.

Измененные колебания сети и динамика функциональной связности у очень недоношенных детей

.

Мозг Топогр

.

28

:

726

—

745

.

Odabaee

M

,

Tokariev

A

,

Layeghy

S

,

Mesbah

M

,

Colditz

PB

,

Van

00040003 Ramon

2014

.

Неонатальная ЭЭГ на коже черепа является очаговой и предполагает высокую проводимость черепа в реалистичных моделях головы новорожденных

.

Нейроизображение

.

96

:

73

—

80

.

Omidvarnia

A

,

Fransson

P

,

Metsäranta

M

,

Vanhatalo

S

.

2014

.

Функциональная бимодальность в сетях мозга недоношенных и доношенных новорожденных

.

Цереб Кортекс

.

24

:

2657

—

2668

.

Омидварния

А

,

Метсяранта

М

,

Лано

А

,

Ванхатало

S

.

2015

.

Структурные повреждения головного мозга у недоношенных на ранних сроках изменяют электрические сети в состоянии покоя

.

Нейроизображение

.

120

:

266

—

273

.

Palva

JM

,

Monto

S

,

Kulashekhar

S

,

Palva

S

.

2010

.

Нейронная синхронизация выявляет сети рабочей памяти и предсказывает индивидуальную емкость памяти

.

Proc Natl Acad Sci USA

.

107

:

7580

—

7585

.

Palva

JM

,

Palva

S

.

2011

.

Роль многомасштабных колебаний мозговой активности в формировании изменчивости и динамики психофизических показателей

.

Prog Brain Res

.

193

:

335

—

350

.

Penn

AA

,

Gressens

P

,

Fleiss

B

,

Back

SA

,

Gallo

V

.

2016

.

Споры по поводу преждевременной черепно-мозговой травмы

.

Нейробиол Дис

.

92

:

90

—

101

.

Reincke

SA

,

Hanganu-Opatz

IL

.

2017

.

Стресс в раннем детстве ухудшает память распознавания и нарушает функциональное созревание префронтально-гиппокампально-периринальных сетей

.

Научный сотрудник

.

7

:

42042

.

Siebenhühner

F

,

Wang

SH

,

Palva

JM

,

Palva

S

.

2016

.

Межчастотная синхронизация соединяет сети быстрых и медленных колебаний при визуальном поддержании рабочей памяти

.

Элиф

.

5

:

e13451

.

Smith

SM

,

Jenkinson

M

,

Woolrich

MW

,

Beckmann

CF

,

Behrens

TE

,

Johansen

-Berg

,

De Luca

M

,

Drobnjak

I

,

Flitney

DE

и др.

2004

.

Достижения в области функционального и структурного анализа МРТ изображений и реализации в качестве FSL

.

Нейроизображение

.

23

(

Доп.1

):

S208

—

S219

.

Smyser

CD

,

Snyder

AZ

,

Shimony

JS

,

Mitra

A

,

Inder

TE

,

0003 JS

.

2016

.

У недоношенных детей сложность и масштабы сети состояния покоя снижаются

.

Цереб Кортекс

.

26

:

322

—

333

.

Stjerna

S

,

Voipio

J

,

Metsäranta

M

,

Kaila

K

,

Vanhatalo

S

.

2012

.

ЭЭГ недоношенных: мультимодальный нейрофизиологический протокол

.

J Vis Exp

. .

Tadel

F

,

Baillet

S

,

Mosher

JC

,

Pantazis

D

,

Leahy

RM

.

2011

.

Brainstorm: удобное приложение для анализа MEG / EEG

.

Comput Intell Neurosci

.

2011

:

879716

.

Токариев

A

,

Vanhatalo

S

,

Palva

JM

.

2016

а.

Анализ корковой синхронности младенцев ограничен количеством регистрирующих электродов и записывающим монтажом

.

Clin Neurophysiol

.

127

:

310

—

323

.

Токариев

A

,

Videman

M

,

Palva

JM

,

Vanhatalo

S

.

2016

б.

Функциональные связи мозга быстро развиваются к доношенному возрасту и изменениям между состояниями бдительности у новорожденного человека

.

Цереб Кортекс

.

26

:

4540

—

4550

.

Толнер

EA

,

Sheikh

A

,

Yukin

AY

,

Kaila

K

,

Kanold

PO

.

2012

.

Субпластинчатые нейроны способствуют разрывам веретена и формированию таламокортикального паттерна в соматосенсорной коре новорожденных крыс

.

Дж. Neurosci

.

32

:

692

—

702

.

Toth

B

,

Городской

G

,

Haden

GP

,

Mark

M

,

Torok

M

,

Stam

CJ4

2017

.

Масштабная сетевая организация функциональной связности ЭЭГ у новорожденных

.

Hum Brain Mapp

.

38

:

4019

—

4033

.

Uhlhaas

PJ

,

Roux

F

,

Rodriguez

E

,

Rotarska-Jagiela

A

,

Singer

W

.

2010

.

Нейросинхронность и развитие корковых сетей

.

Trends Cogn Sci

.

14

:

72

—

80

.

Вакорин

VA

,

Doesburg

SM

,

da Costa

L

,

Jetly

R

,

Pang

EW

,

Taylor

.

2016

.

Выявление легкой черепно-мозговой травмы с помощью магнитоэнцефалографической связи в состоянии покоя

.

PLoS Comput Biol

.

12

:

e1004914

.

van den Heuvel

MP

,

Kersbergen

KJ

,

de Reus

MA

,

Keunen

K

,

Kahn

RS

LS

,

Бендеры

MJ

.

2015

.

Коннектом новорожденных в период развития мозга недоношенных

.

Цереб Кортекс

.

25

:

3000

—

3013

.

Vanhatalo

S

,

Kaila

K

.

2006

.

Развитие ЭЭГ-активности новорожденных: от феноменологии к физиологии

.

Semin Fetal Neonatal Med

.

11

:

471

—

478

.

Vanhatalo

S

,

Metsäranta

M

,

Andersson

S

.

2008

.

Высокоточная регистрация мозговой активности у крайне недоношенных детей: технико-экономическое обоснование в инкубаторе

.

Clin Neurophysiol

.

119

:

439

—

445

.

Vasung

L

,

Jovanov-Milošević

N

,

Pletikos

M

,

Mori

S

,

Judaš

M

ov

2011

.

Выдающаяся перивентрикулярная волоконная система, связанная с возвышением ганглиев и полосатым телом в головном мозге плода человека

.

Функция структуры мозга

.

215

:

237

—

253

.

Vinck

M

,

Oostenveld

R

,

van Wingerden

M

,

Battaglia

F

,

Pennartz

CM

.

2011

.

Улучшенный показатель фазовой синхронизации для электрофизиологических данных при наличии объемной проводимости, шума и смещения размера выборки

.

Нейроизображение

.

55

:

1548

—

1565

.

Wetzels

R

,

Wagenmakers

EJ

.

2012

.

Тест байесовской гипотезы по умолчанию для корреляций и частичных корреляций

.

Психон Бык Ред.

.

19

:

1057

—

1064

.

ВОЗ

.

2012

. В:

Howson

CP

,

Kinney

MV

,

Lawn

JE

, редакторы.

Рожденные слишком рано: доклад о глобальных действиях в отношении преждевременных родов

.

Женева

:

Всемирная организация здравоохранения

, стр.

1

—

112

.

Womelsdorf

T

,

Schoffelen

JM

,

Oostenveld

R

,

Singer

W

,

Desimone

R

9000

000

000

000

000 Png

2007

.

Модуляция взаимодействий нейронов посредством синхронизации нейронов

.

Наука

.

316

:

1609

—

1612

.

Xia

M

,

Wang

J

,

He

Y

.

2013

.

BrainNet Viewer: инструмент сетевой визуализации для коннектомики человеческого мозга

.

PLoS One

.

8

:

e68910

.

Yu

M

,

Engels

MMA

,

Hillebrand

A

,

van Straaten

ECW

,

Gouw

AA

,

der

der

derunissen

der WM

,

Scheltens

P

,

Stam

CJ

.

2017

.

Избирательное поражение гиппокампа и задних центральных областей при болезни Альцгеймера: исследование мультиплексной сети на основе MEG

.

Мозг

.

140

:

1466

—

1485

.

Zehendner

CM

,

Tsohataridis

S

,

Luhmann

HJ

,

Ян

JW

.

2013

.

Переключатель развития нервно-сосудистой связи в незрелой коре ствола грызунов

.

PLoS One

.

8

:

e80749

.

Жигалов

A

,

Arnulfo

G

,

Nobili

L

,

Palva

S

,

Palva

JM

.

2017

.

Модульная совместная организация функциональной связи и безмасштабной динамики в человеческом мозге

.

Сеть Neurosci

.

1

:

143

—

165

.

© Автор (ы) 2018.Опубликовано Oxford University Press. Все права защищены. Для получения разрешений обращайтесь по электронной почте: [email protected]

Ранние признаки потери слуха у младенцев

Потеря слуха может вызвать задержку речевого и языкового развития. Помочь ребенку выучить язык никогда не рано.

Если вас беспокоит слух вашего ребенка, попросите своего врача направить вас к аудиологу, который проверяет слух.

Используйте этапы общения, чтобы проверить, насколько хорошо развиваются речь и языковые навыки вашего ребенка и ребенка.Если вас что-то беспокоит, вы можете получить помощь в программе «Речь и язык для дошкольников Early Expressions».

Когда проверять слух ребенка

Необходимо проверить слух вашего ребенка, если вы заметите что-либо из следующего:

• Слушает телевизор или радио с большей громкостью, чем другие дети
• Садится ближе к телевизору, когда громкость подходит для других
• Просит повторить инструкции
• Легко отвлекается или беспокоит фоновый шум
• С трудом распознает звуки
• Проблемы с вниманием
• Испытывает проблемы с речью и языком, школой и обучением или поведенческими проблемами
• Жалобы на нарушение слуха или заложенность ушей
• Неправильно отвечает на вопросы
• Наблюдает за тем, как другие копируют то, что они делают
• Люди должны повышать голос, чтобы привлечь внимание вашего ребенка
• Непостоянно реагирует на звук
• Внимательно следит за лицом говорящего, чтобы понять, что он говорит
• Поворачивают голову к источнику звука
• Говорит тихим или громким голосом

Защита слуха

Слух ребенка очень чувствителен, и его легко повредить громкими звуками.Слуховые проходы у ребенка намного меньше, чем у взрослого. Когда звуки входят в канал, они становятся громче.

• Шумные игрушки и игры могут повредить слух.
• Если игрушка громче для взрослого, она намного громче для младенца.
• Игрушки не должны превышать 80-85 децибел (например, будильник).

Фактов о слухе:

• Звуки ниже 80 децибел вряд ли вызовут потерю слуха.
• Потеря слуха возникает, когда крошечные волосковые клетки внутреннего уха повреждаются громкими звуками.Постоянное воздействие громких звуков умеренного уровня (т. Е. Более 80 децибел) повреждает волосковые клетки во внутреннем ухе. Со временем эти клетки погибают, и происходит необратимая потеря слуха.
• Кратковременное воздействие очень громких звуков может нанести непоправимый ущерб.
• Если вам нужно кричать, чтобы вас услышали, вам следует избегать такой ситуации или использовать средства защиты органов слуха.
• Персональные устройства для прослушивания (например, iPod) могут достигать максимальной громкости 115 децибел, что достаточно для того, чтобы вызвать необратимую потерю слуха при длительном использовании.

Ежедневные звуки могут повлиять на слух вашего ребенка

Нормальные уровни

• Тихий голос — 35 децибел
• Обычный разговор — 60 децибел

Очень громкие уровни

• Пылесос — 70 децибел
• Будильник или городской уличный трафик — 80 децибел

Очень громкие уровни

• Рестораны — 90 децибел
• Шумные игрушки, газонокосилка, торговые инструменты, движение грузовиков или метро — 90 децибел
• Мотоцикл — 95 децибел
• Снегоход, цепная пила, пневматическая дрель или ночные клубы — 100 децибел
• Вертолет — 105 децибел
• Персональные устройства для прослушивания, такие как портативные музыкальные плееры, используемые на максимальных уровнях — 115 децибел

Опасно громкие уровни

• Рок-музыка с усилением, репетиция группы, автомобильная стереосистема, сирена скорой помощи, взлет реактивного самолета, мотоциклы или петарды — 120 децибел
• Отбойный молоток — 130 децибел
• Огнестрельное оружие или реактивный двигатель — 140 децибел
• Пик рок-музыки — 150 децибел

Небезопасные уровни воздействия

• Очень громко — 85 децибел.Продолжительное воздействие любого шума выше 80-85 децибел может вызвать постепенную потерю слуха
• Чрезвычайно громкий — 100 децибел. Рекомендуется не более 15 минут незащищенного воздействия.
• Опасно громко — 110+ децибел. Регулярное воздействие более одной минуты может привести к необратимой потере слуха.

Защитите себя и своего ребенка от шума

Лучший способ защитить слух — избегать громких ситуаций. Когда невозможно избежать громкого шума, уменьшите риск повреждения:

• Ношение средств защиты органов слуха, таких как наушники, поролоновые затычки, формованные беруши и заглушки для ушных каналов.
• Ношение ушных вкладышей для низкочастотного шума и наушников для высокочастотного шума.
• Имеет полное воздушное уплотнение между наушником и кожей, снижающее уровень шума на 15–30 децибел.
• Покупка наушников для младенцев и детей младшего возраста.
• Ограничение использования и уровня громкости личных устройств для прослушивания музыки, например портативных музыкальных плееров.

Все дети в Онтарио могут пройти проверку слуха в больнице или по месту жительства.Для получения дополнительной информации позвоните в Программу детского слуха по телефону 613-549-1232 или 1-800-267-7875, доб. 1145.

Ресурсы:

• Проверка слуха новорожденных: родители — важные партнеры (на английском языке) — эта брошюра предназначена для будущих родителей и содержит информацию о проверке слуха и потере слуха, чтобы они знали, чего ожидать после рождения ребенка.
• Ваш ребенок прошел проверку слуха новорожденных — эта брошюра предназначена для родителей с младенцами, у которых есть индикатор риска потери слуха, который требует наблюдения со стороны программы слуха младенцев по мере взросления.Родители могут следить за признаками потери слуха, уделяя пристальное внимание развитию речи и языка, используя указанные вехи общения.
• Вашему ребенку требуется проверка слуха — информация для родителей детей, которые не прошли проверку слуха и нуждаются в дальнейшем тестировании слуха у младшего сурдолога. В нем описывается, как подготовиться, как проводится тестирование, а также указаны вехи развития младенцев и детей ясельного возраста, чтобы помочь родителям отслеживать задержки речи и языка, которые могут указывать на потерю слуха.
• Слух вашего ребенка: есть ли у вашего ребенка потеря слуха? — информация, предназначенная для родителей, чей ребенок проходит тестирование на потерю слуха или у которого уже была выявлена ​​необратимая потеря слуха в детстве. Это помогает семьям понять важность раннего выявления и важных дальнейших шагов по вмешательству и поддержке в рамках программы слуха младенцев.
• Помощь вашему ребенку в изучении языка — информация для родителей детей с потерей слуха о важности участия родителей в языковом развитии и совместной работы с командой программы по изучению слуха младенцев, чтобы наилучшим образом удовлетворить потребности вашего ребенка и семьи.

Радиология в Ped Emerg Med, Том 5, Дело 10

Радиология в Ped Emerg Med, Том 5, Случай 10

Вялость и рвота после жестокого обращения с детьми

Радиологических случаев в педиатрической неотложной медицинской помощи

Том 5, Дело 10

Лорен Г. Ямамото, MD, MPH

Медицинский центр для женщин и детей Капиолани

Медицинский факультет Гавайского университета им. Джона А. Бернса

     Это 7-месячная девочка, представившая
отделение неотложной помощи с основной жалобой на
нарастающая шишка сбоку на голове.Двоюродный брат, который
сидела с ребенком, младенец шесть дней назад поместил ее
на диване. Младенец упал с кушетки. Младенец
бабушка была в то время дома. Младенец
закричал сразу. Потери сознания не было
или сонливость. Два дня спустя (четыре дня назад)
мать отметила образование шишки на правой стороне
голова младенца. С тех пор мама отметила, что
шишка стала больше, и шишка кажется большой
мягкое пятно в ее голове.В анамнезе не было рвоты или
другая травма.
     Обследование: VS T37.5 (ректально), P140, R36, BP 75/40,
вес 5-й процентиль для возраста, рост 25-й процентиль для
возраст. Она бдительна и активна, не переживая. Передний
родничок плоский. Отмечается область припухлости 10 см над
правая теменная область приподнята на 2-3 см. В
припухлость мягкая. PERRL, красный рефлекс присутствует с обеих сторон.
Фунди сложно просматривать. У ТМ нет крови. Нос чистый. Устный
чистый, влажный.Шея нежная, податливая. Сердце обычное
без ропота. Легкие чистые. Туловище без синяков.
Живот мягкий, плоский, кишечные шумы активны. Нет брюшной полости
нежность или массы. Грыжи нет. Нормальные гениталии.
Конечности без отека, деформации и синяков.
Тон хороший. Хорошо использует все конечности.
     Получается серия черепа.

Посмотреть серию черепов.

     Клинически этот младенец имеет подгалеальный
гематома. Обычно их приносят в медицинские учреждения.
внимание через несколько дней после поддержания основного
перелом черепа.Презентация часто происходит не сразу
так как кровоизлияние из перелома образует плотный
и ощутимо жесткая припухлость под апоневрозом
Гален. Поскольку кровь из гематомы рассасывается,
отек смягчается. Это «мягкое пятно» на голове младенца -
потом замечают родители, часто побуждая посетить
врач. В большинстве случаев нет
осложнения, так как прошло несколько дней с
травма головы без каких-либо признаков у младенца
или симптомы травмы головного мозга.Рентгенограммы черепа
чаще всего не меняет клинический подход
кроме случая, подобного этому.
     Эта серия черепов показывает обширные переломы
правая теменная часть черепа. Можно было бы ожидать увидеть простой
линейный перелом в этой области, если травма была
случайно. Кроме того, есть обширные переломы
над затылочным черепом и контралатеральной теменной
череп тоже. Простое падение с дивана не могло
возможно объяснить все эти переломы.Жестокое обращение с детьми
вероятный. Выполняется компьютерная томография головного мозга.

Посмотреть компьютерную томографию.

     На этом высоком снимке компьютерной томографии видно костное окно на
слева и окно мозга справа. Открытый передний
родничок отмечен вверху обоих изображений. В
большая припухлость правой теменной части головы (подгалевидная гематома)
отмечается. Окно кости слева показывает большой
перелом правой теменной кости. Меньший перелом левой теменной кости
также очевидно. Видны коронковые швы.Там
несколько просветов в затылке. Два из них
ламбдовидные швы, остальные - затылочные
переломы. Мозг в норме. Нижние разрезы не
демонстрируют кровоизлияния в мозг или отек. В
задняя межполушарная субдуральная гематома не является
заметно на нижних разрезах. Это открытие было бы
свидетельствует о синдроме тряски младенца, как указано в случае
1 Тома 1.
     Получен скелетный обзор.

Просмотр обследования скелета.Других переломов на этом скелете не обнаружено.
опрос. Верхние конечности здесь не показаны.
Они также отрицательны при переломах.

     Из-за вероятности жестокого обращения с детьми и
возможность повторной травмы головы, младенец
госпитализирован, а служба защиты детей
уведомлен. Во время госпитализации этот младенец чувствует себя хорошо.
Наблюдается хорошая прибавка в весе и неврологическая функция.
и оценка развития нормальны.Сетчатка
осмотр офтальмолога отрицательный на
кровоизлияния.

     На третий день больницы она становится менее активной.
чем она была раньше, и ее рвет три раза.
Абдоминальное обследование отрицательное. Она снова рвет
и отмечается, что он вялый. Назогастральный зонд - это
размещен. Повторная компьютерная томография позволяет исключить
кровоизлияние. Повторная компьютерная томография не позволяет обнаружить мозг
аномалии. Переломы черепа и отек волосистой части головы
без изменений.На этом этапе разработайте дифференциальный диагноз и
план диагностики. IV запущен. Лабораторные исследования
втянуты, и ей начали внутривенное введение жидкости при умеренной
показатель.


     Абдоминальная серия заказывается как часть ее
оценка.

Просмотр брюшной полости.

     Слева вид на спине, вид сверху
справа. Полезна ли эта абдоминальная серия? Как
влияет ли это на дифференциальный диагноз? Что должно
сделать на этом этапе?



     Эта абдоминальная серия показывает нехватку кишечных газов.Трубка NG находится в желудке. Последовательна ли эта закономерность
с кишечной непроходимостью или непроходимостью кишечника? Используя критерии
описано в Ситуации 18 Тома 3, Проверьте свои навыки в
Отличие препятствия от Ileus:
следует оценить:
     1. Распределение газа: общий дефицит
кишечного газа, и он плохо распределяется.
     2. Расширение кишечника: это сложно комментировать.
так как в кишечнике не так много видимых газов.3. Уровни воздуха и жидкости: существует несколько уровней жидкости и воздуха.
в левом верхнем квадранте.
     4. Упорядоченность: вид на спине не показывает
Газовый узор типа "пакетик попкорна". И не показывает
узор "мешок с сосисками", так как газа мало
здесь вообще.

     Недостаток газа весьма примечателен и
связано с несколькими уровнями воздух-жидкость, это очень
подозревает непроходимость кишечника. Кроме того, как
отмечено в случае 18 тома 3, такое «безгазовое» (или при
минимум газа) непроходимость кишечника у молодых
ребенок, очень наводит на мысль об инвагинации.Правый верхний квадрант показывает намек на массу или
«целевой знак». Как описано в Ситуации 2 Тома 1
(Желудочный грипп? - Мишень, полумесяц и отсутствие
Liver Edge Signs), этот знак является слабым, тонким, похожим на мишень.
(в форме бублика) находка в правом верхнем квадранте.
Наличие этого знака очень свидетельствует о
инвагинация.
     У этого младенца действительно развился инвагинация.
во время госпитализации из-за жестокого обращения с детьми. Обратите внимание, что на
осмотр скелета при поступлении, ее брюшная полость
рентгенограмма показывает нормальный газовый образец кишечника.В
ретроспективно, ее клинические проявления рвоты и
летаргия очень наводит на мысль об инвагинации, но
потому что она была госпитализирована с травмой головы и
жестокое обращение с детьми, диагноз инвагинации может не
рассматриваться как вероятная возможность. Это как если бы
госпитализация из-за не связанной проблемы
дает стационарным пациентам «иммунитет» против других медицинских
условия. Правда, реже бывает два диагноза
чтобы объяснить клинические данные пациента, однако нет правила
в медицине гарантирует единую этиологию для всех клинических
Выводы.Избегайте этой ловушки, сохраняя непредвзятость
при оценке новых результатов у госпитализированных пациентов.
     Бариевая клизма подтвердила инвагинацию. Это
не могло быть уменьшено. Она перенесла операцию
уменьшение инвагинации. Не было
хирургические данные, позволяющие предположить, что инвагинация
был каким-либо образом связан с жестоким обращением с детьми. Она выздоровела
хорошо и был выписан в приемную семью.
 

Вернуться в отдел радиологии в больнице Ped Emerg Med Страница

Вернуться в Univ.Домашняя страница департамента педиатрии Гавайев

Автор веб-страницы:
Лорен Ямамото, доктор медицины,
миль в час.
Доцент кафедры педиатрии
Школа медицины Джона А. Бернса Гавайского университета
[email protected]

Голова моего новорожденного странной формы. Что я могу сделать, чтобы это исправить?

Голова новорожденного очень часто имеет необычную форму.

Кости черепа у младенцев мягкие и легко поддаются формовке, чтобы помочь им протиснуться через родовые пути во время естественных родов.Этот процесс называется формованием.

Мягкое давление, которое формование оказывает на череп новорожденного, могло привести к тому, что его голова выглядела конусообразной, удлиненной или деформированной. Эта странная форма выровняется, когда мягкие точки сойдутся, а кости в его голове встретятся и срастутся.

У вашего малыша две мягкие точки на голове. Родничок на затылке ребенка закрывается в шесть недель. Другое мягкое пятно более очевидно и легко ощущается как слегка смоченный участок кожи на макушке головы.Обычно это не закрывается до 18 месяцев.

У маленьких детей также часто бывает плоская область на затылке. Обычно это происходит из-за того, что младенцев укладывают спать на спину, что снижает риск синдрома внезапной детской смерти (СВДС).

Другие причины, по которым у вашего ребенка может быть плоская область на задней или боковой части головы, включают:

• Недоношенность . Если ваш ребенок недоношенный, его кости не будут полностью сформированы и будут очень мягкими, а это означает, что его голова с большей вероятностью будет деформирована, когда он будет спускаться по родовым путям.Недоношенным детям также требуется больше времени, чтобы контролировать свою голову, чем новорожденным, родившимся в срок, поэтому они не могут ослабить давление на определенное место, пока не станут намного старше.
• Многоплодная беременность . Голова вашего ребенка может иметь необычную форму, если он делит вашу матку (матку) с одним или несколькими братьями и сестрами.
• Мало околоплодных вод (маловодие) . Если у вас мало околоплодных вод, у вашего ребенка не так много места, чтобы двигаться, и он не так смягчен, как младенцы с более высоким уровнем жидкости.

Медицинский термин для обозначения плоской поверхности сбоку головы вашего ребенка — плагиоцефалия. Если затылок плоский, это называется брахицефалией. Хотя его голова может заметно деформироваться, обычно в этом не о чем беспокоиться.
Вы можете помочь голове вашего ребенка вернуться к более округлой форме, изменив его положение, пока он спит, кормит и играет. Изменение положения ребенка называется перестановкой или перестановкой. Это способствует естественному изменению формы сплющенных участков головы ребенка.В целях безопасности всегда укладывайте его спать на спине.

Есть и другие вещи, которые вы можете попытаться убедить, чтобы он не лежал на плоской части головы:

• Когда вы кладете ребенка на спину, убедитесь, что закругленная сторона его головы соприкасается с матрасом.
• Если ваш ребенок спит в кроватке или корзине Моисея, регулярно поворачивайте ее, чтобы ребенок не всегда смотрел в одном направлении. Если он в детской кроватке или palna , измените направление, в котором вы укладываете его спать.Не забудьте поставить ноги у изножья кровати, чтобы снизить риск СВДС.
• Если голова вашего ребенка плоская с одной стороны, вы можете изменить положение того, на что он любит смотреть, с одной стороны на другую. Или вы можете попробовать разместить черно-белые фотографии на одной стороне кроватки или palna , чтобы привлечь его внимание.
• Поощряйте ребенка лежать на боку, когда это возможно. Безопаснее всего делать это, когда он спит днем ​​под вашим наблюдением, бодрствует или сидит в коляске.Всегда следите за своим ребенком, когда он лежит на боку, чтобы убедиться, что ничто не затруднит его нос и не помешает ему нормально дышать.
• По мере того, как мышцы шеи вашего ребенка укрепляются, положите его на животик, сначала всего на минуту или две. К трем месяцам вы сможете играть с малышом, пока он будет лежать на груди. Постепенно увеличивайте время нахождения в животе минимум до 30 минут три раза в день. Посмотрите наше видео, посвященное отдыху на животе, чтобы узнать, как лучше и безопаснее проводить время с вашим ребенком!
• Вы могли бы попробовать использовать повязку, на которой он сможет немного поспать днем.Смена положения снимет давление на его голову. В целях безопасности убедитесь, что вы можете поцеловать ребенка в голову, когда он в слинге. Вы также должны увидеть его лицо, посмотрев вниз. Держите перевязку туго, чтобы ваша спина поддерживалась, и убедитесь, что его подбородок не упирается в грудь.
• Альтернативно, где вы поместите ребенка, чтобы поиграть. Шезлонг будет держать голову иначе, чем когда он просто играет на полу. Смена позы также даст ему новые возможности для взгляда.
• Если ваш ребенок находится на искусственном вскармливании, у вас может быть любимая сторона для его кормления, в зависимости от того, правша вы или левша. Но регулярная смена стороны может побудить его повернуть голову в обе стороны.

Несмотря на распространенное мнение, нет никаких доказательств того, что давление на голову ребенка во время массажа сделает его кругом. Слишком сильное давление может причинить ему дискомфорт или даже причинить ему боль.

Некоторые матери используют подушку в форме подковы в надежде, что она поможет сделать головку ребенка круглой.Однако имейте в виду, что подушки не рекомендуются для детей младше одного года.

Подушки, мягкие предметы и простыни любого типа могут препятствовать прохождению дыхательных путей младенца и представлять опасность удушья. Они также были связаны с СВДС (синдром внезапной детской смерти), также известный как детская кроватка.

Существуют медицинские вмешательства, которые могут изменить форму головы вашего ребенка, например физиотерапия или терапия шлемом. Но эти меры — последнее средство.

Будьте уверены, большинство младенцев вообще не нуждаются в лечении.К шести месяцам голова вашего ребенка должна округлиться естественным образом. Как только ваш ребенок сможет сесть, давление на его череп снизится в дневное время, и вы начнете видеть разницу.

Если вы все еще беспокоитесь или думаете, что неправильная форма становится все более очевидной, отнесите ребенка к педиатру. Иногда у ребенка деформируется голова по другим причинам.

Краниосиностоз — редкое заболевание, при котором кости ребенка срастаются слишком рано.Если ваш врач обеспокоен этим, вашего ребенка направят к специалисту.

Если вашему ребенку сложно поворачивать голову в одном направлении, это может быть связано с тем, что мышцы его шеи напряжены с одной стороны (кривошея). В этом случае ваш педиатр может направить вашего ребенка к физиотерапевту.

यह लेख हिंदी में पढ़ें!

Подробнее о:

Список литературы

Достижения в неонатальной помощи: декабрь 2005 г. — Том 5 — Выпуск 6 — стр. 329–340 doi: 10.1016 / j.adnc.2005.08.009

NHS QIS. 2007. Применение черепных ортезов при деформационной плагиоцефалии у младенцев. NHS Quality Improvement Scotland, Доказательная записка . 16. www.nhshealthquality.org

Робинсон А., Проктор М. 2009. Диагностика и лечение деформационной плагиоцефалии. J Neurosurg Pediatrics . 3: 284-295. thejns.org

Vlimmeren LA, van der Graaf Y, Boere-Boonekamp MM, et al. 2008. Влияние детской физиотерапии на деформационную плагиоцефалию у детей с позиционным предпочтением. Arch Pediatr Adolesc Med . 162 (8): 712-8. archpedi.ama-assn.org

Максимально допустимая кровопотеря | Протоколы головы и шеи штата Айова

вернуться в: Детская отоларингология

см. Также: Тонзиллэктомия и аденоидэктомия; Протоколы лечения расщелины губы и неба Педиатрическая инфузионная терапия

Перед доставкой новорожденного в операционную следует оценить объем циркулирующей крови. Объемы крови составляют больший процент массы тела у недоношенных новорожденных по сравнению с их доношенными сверстниками.Предполагаемый объем крови можно рассчитать с помощью следующих чисел:

Доношенный новорожденный

Этот расчет позволяет нам оценить максимально допустимую кровопотерю для процедуры.Он рассчитывается на основе предполагаемого объема крови, начального гематокрита и минимально допустимого гематокрита.

Как правило, здоровому ребенку переливание крови не требуется, если гематокрит не упал до 20-25 для младенца или 20 для ребенка. У недоношенных детей переливание крови следует проводить на основании клинического обследования пациента.

Для расчета максимально допустимой кровопотери используется следующая формула:

MABL = EBV X (Гематокрит ребенка — минимально допустимый гематокрит)

Гематокрит ребенка

В то время как EBV для ребенка весом 5 кг составляет: 5 кг x 80 мл / кг = 400 мл

Оставив уравнение: MABL = 400 x (36-25) = 122 мл

36

* Следует отметить, что в UIHC можно выполнить пятку для получения H / ЧАС.

ССЫЛКИ:

1. Roseff SD, Luban NL, Manno CS: Руководство по оценке целесообразности переливания крови у детей. Переливание. 2002; 42 (11): 1398.