Desarrollo Temprano del Cerebro en Bebés Prematuros
La investigación revela ideas clave sobre la mielinización en bebés prematuros y a término.
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Tabla de contenidos
El desarrollo del cerebro durante el embarazo y las primeras etapas de la vida es crucial para un pensamiento y función cerebral saludables a lo largo de la vida de una persona. En las etapas más avanzadas del embarazo, especialmente durante el segundo y tercer trimestre, el cerebro sufre cambios significativos, creciendo en tamaño y volviéndose más complejo. Este proceso involucra el desarrollo de la materia blanca, que es esencial para cómo diferentes partes del cerebro se comunican entre sí. Los bebés que nacen prematuramente-antes de las 37 semanas de embarazo-enfrentan riesgos, incluyendo problemas con el desarrollo cerebral que pueden llevar a dificultades en el aprendizaje y comportamiento.
Técnicas de Imágenes Cerebrales
Para estudiar el cerebro, los doctores e investigadores usan diferentes técnicas de imagen. Una de estas técnicas se llama MRI, que significa imagen por resonancia magnética. La MRI puede mostrar cómo está estructurado el cerebro y puede ayudar a identificar cualquier problema. Hay tipos específicos de MRI que se enfocan en diferentes características del cerebro. Por ejemplo, la MRI de difusión (dMRI) observa cómo se mueve el agua en el cerebro, mientras que la MRI estructural examina la estructura general y el volumen de las áreas cerebrales.
Los bebés Prematuros pueden mostrar patrones diferentes en estos resultados de imágenes en comparación con los bebés nacidos a término. Se pueden observar cambios en la estructura cerebral a través de la MRI, lo que lleva a una mejor comprensión de cómo el nacimiento prematuro puede afectar la salud cerebral.
La Importancia de la Mielinización
Un aspecto significativo del desarrollo cerebral es la mielinización. La mielina es una sustancia grasa que rodea las fibras nerviosas y ayuda a acelerar las señales entre las células cerebrales. El proceso de mielinización es crítico para el correcto funcionamiento del cerebro. La primera infancia es un momento vital para la mielinización, ya que continúa desarrollándose en los meses y años posteriores al nacimiento.
La investigación ha demostrado que los bebés prematuros a menudo experimentan retrasos o problemas con la mielinización, lo que puede llevar a desafíos cognitivos a largo plazo. Al usar técnicas avanzadas de MRI sensibles a la mielina, los investigadores pueden obtener información sobre cómo avanza la mielinización en los lactantes.
Objetivos del Estudio
En este estudio, los investigadores buscaron entender cómo ocurre la mielinización cerebral en bebés muy jóvenes, especialmente aquellos nacidos prematuramente. Tuvieron tres objetivos principales:
- Ver cómo los niveles de mielina en el cerebro se relacionan con la edad del bebé cuando se realizó la MRI.
- Comparar los niveles de mielina entre bebés prematuros y aquellos nacidos a término.
- Examinar cómo estas mediciones de mielina se relacionan con otros marcadores comunes de imágenes cerebrales de la salud cerebral.
Participantes y Métodos
El estudio involucró a dos grupos de bebés: aquellos nacidos muy prematuramente y aquellos nacidos a término. Los investigadores se aseguraron de incluir solo bebés sanos sin condiciones médicas severas. Los padres de estos bebés dieron su consentimiento para su participación. Un total de 105 bebés participaron en el estudio, de los cuales 83 nacieron prematuramente y 22 a término.
Los investigadores recopilaron datos de MRI usando una máquina de MRI clínica especial diseñada para niños pequeños. Los bebés se mantuvieron cómodos durante las exploraciones y sus signos vitales fueron monitoreados durante todo el proceso.
Procesamiento y Análisis de Datos
Una vez que se completaron las exploraciones de MRI, los investigadores procesaron las imágenes usando software especializado. Este paso implicó corregir cualquier movimiento durante las exploraciones y enfocarse en las áreas críticas del cerebro.
Para el análisis, los investigadores miraron varias medidas diferentes relacionadas con la mielinización, incluyendo técnicas que pueden detectar propiedades específicas de la mielina. Compararon los resultados de los bebés prematuros con los de los bebés a término.
Hallazgos
Mielinización y Edad
Después de analizar los datos, los investigadores encontraron que los niveles de mielina en el cerebro aumentaron a medida que los bebés crecieron. Esto significa que, en general, cuanto más maduro es el cerebro, mayor es el contenido de mielina. Esta tendencia se observó en ambos grupos de bebés, pero los niveles variaron entre los bebés prematuros y los a término.
Diferencias Entre Grupos
Al comparar los dos grupos, los investigadores notaron que los bebés prematuros tenían niveles más bajos de mielina en áreas específicas del cerebro, particularmente en partes del cerebro responsables de la comunicación entre áreas. En contraste, los bebés a término tenían niveles más altos de mielina, lo que sugiere que sus Cerebros estaban desarrollándose a un ritmo más saludable y típico.
Relaciones con Otras Medidas de Imágenes
El estudio también examinó cómo las mediciones de mielinización se relacionaban con otros marcadores cerebrales. Por ejemplo, los investigadores miraron la Anisotropía Fraccional (FA), que refleja qué tan bien se difunde el agua a lo largo de caminos específicos en el cerebro. Generalmente, valores más altos de FA corresponden a estructuras cerebrales más saludables. Los resultados indicaron que la mielinización estaba estrechamente ligada a estas otras medidas, proporcionando una comprensión más completa de la salud cerebral.
Implicaciones y Futuras Investigaciones
Estos hallazgos tienen importantes implicaciones. Al entender cómo la mielinización difiere entre los bebés prematuros y a término, los investigadores y clínicos pueden identificar mejor a los bebés en riesgo de problemas de desarrollo. Pueden ser posibles intervenciones tempranas si estas diferencias se pueden detectar rápidamente.
De cara al futuro, es esencial seguir estudiando cómo evoluciona la mielinización cerebral en la primera infancia y las posibles consecuencias a largo plazo de los retrasos en este proceso. Las futuras investigaciones pueden centrarse en vincular los hallazgos de imágenes con resultados conductuales y cognitivos a medida que estos bebés crecen en la infancia.
Conclusión
En resumen, esta investigación destaca la importancia de la mielinización en el desarrollo cerebral temprano. Las técnicas de MRI pueden ayudar a visualizar los patrones de mielinización en bebés prematuros y a término, mostrando diferencias claras entre los dos grupos. Comprender estas diferencias es crucial para predecir posibles desafíos en el desarrollo y brindar apoyo oportuno a los bebés afectados. Continuar con el estudio en esta área podría llevar a mejores resultados para los niños nacidos prematuramente y contribuir al campo de la investigación neurodesarrollo pediátrico.
Título: Characterisation of the neonatal brain using myelin-sensitive magnetisation transfer imaging
Resumen: A cardinal feature of the encephalopathy of prematurity is dysmaturation of developing white matter and subsequent hypomyelination. Magnetisation transfer imaging (MTI) offers surrogate markers for myelination including magnetisation transfer ratio (MTR) and magnetisation transfer saturation (MTsat). Using data from 105 neonates, we characterise MTR and MTsat in the developing brain and investigate how these markers are affected by gestational age at scan and preterm birth. We explore correlations of the two measures with fractional anisotropy (FA), radial diffusivity (RD) and T1w/T2w ratio which are commonly used markers of white matter integrity in early life. We used two complementary analysis methods: voxel-wise analysis across the white matter skeleton, and tract-of-interest analysis across 16 major white matter tracts. We found that MTR and MTsat positively correlate with gestational age at scan. Preterm infants at term-equivalent age had lower values of MTsat in the genu and splenium of the corpus callosum, while MTR was higher in central white matter regions, the corticospinal tract and the uncinate fasciculus. Correlations of MTI metrics with other MRI parameters revealed that there were moderate positive correlations between T1w/T2w and MTsat and MTR at voxel-level, but at tract-level FA had stronger positive correlations with these metrics. RD had the strongest correlations with MTI metrics, particularly with MTsat in major white matter tracts. The observed changes in MTI metrics are consistent with an increase in myelin density during early postnatal life, and lower myelination and cellular/axonal density in preterm infants at term-equivalent age compared to term controls. Furthermore, correlations between MTI-derived features and conventional measures from dMRI provide new understanding about the contribution of myelination to non-specific imaging metrics that are often used to characterise early brain development.
Autores: Manue Blesa Cabez, K. Vaher, E. N. York, P. Galdi, G. P. Sullivan, D. Q. Stoye, J. Hall, A. E. Corrigan, A. J. Quigley, A. Waldman, M. E. Bastin, M. J. Thrippleton, J. P. Boardman
Última actualización: 2023-06-28 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.02.01.23285326
Fuente PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.02.01.23285326.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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