In unserer neuen Studie haben wir untersucht, wie elektroenzephalographische (EEG) Merkmale, die im Schlaf gemessen werden und die die thalamokortikale Verbindung widerspiegeln, mit der Verhaltensentwicklung von Säuglingen zusammenhängen. Die thalamokortikale Verbindung bezieht sich auf die neuronalen Verbindungen zwischen zwei Hirnregionen, dem Thalamus und dem Kortex. Diese Verbindung ist wichtig für die Verarbeitung sensorischer und motorischer Signale sowie für die Steuerung des Bewusstseins und der Wachheit. Eine veränderte thalamokortikale Verbindung wird mit vielen Entwicklungsstörungen in Verbindung gebracht, wie z. B. der Autismusspektrumstörung und der Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS). Da die thalamokortikalen Verbindungen in den letzten drei Monaten der Schwangerschaft entstehen und in den ersten zwei bis drei Monaten nach der Geburt umfassend verändert werden, ist das thalamokortikale System in dieser entscheidenden Phase besonders anfällig für negative Umwelteinflüsse.
Langsame Wellen und Spindeln, die mittels EEG aufgezeichnet werden können, sind die auffälligsten Merkmale im NREM-(Non-Rapid-Eye-Movement) Schlaf und treten in den ersten Lebensmonaten nach der Geburt zum ersten Mal auf. Da sie vom thalamokortikalen System erzeugt werden, spiegeln sie die thalamokortikale Verbindung wider. Darüber hinaus sind sie möglicherweise an synaptischer Plastizität beteiligt, d. h. an der Entstehung und Auflösung von Verbindungen zwischen Neuronen, was für das Funktionieren des Gehirns und dem Erwerb neuer Fähigkeiten entscheidend ist.
Wir haben ein hochauflösendes Elektroenzephalogramm (hdEEG) mit über 100 Elektroden während des Schlafs gemessen, um drei potenzielle Merkmale als Anzeichen für die Verhaltensentwicklung bei Säuglingen zu evaluieren:
– Steigung langsamer Wellen: Die Steigung der langsamen Wellen ist ein Indikator für die Stärke der Verbindungen (Synapsen) zwischen den Neuronen und nimmt im frühen Säuglingsalter zu und im Jugendalter ab, was die typischen synaptischen Veränderungen während der Gehirnreifung widerspiegelt.
– Spindeldichte: Die Anzahl Spindeln pro Minute wird mit dem Abspeichern von Erlerntem während des Schlafs und allgemeinen kognitiven Fähigkeiten in Verbindung gebracht; es wird angenommen, dass Spindeln eine Rolle bei der Entwicklung des sensorischen und motorischen Gehirnnetzwerks spielen.
– Zeitliche Kopplung von langsamen Wellen mit Spindeln: Es wird angenommen, dass die zeitliche Kopplung von langsamen Wellen und Spindeln die Abspeicherung von neu Erlerntem fördert. Die Kopplung nimmt von der Kindheit bis zum Jugendalter zu, aber bisher war unklar, ob langsame Wellen und Spindeln schon bei Säuglingen zeitlich gekoppelt auftreten. Unsere neuen Ergebnisse zeigen, dass langsame Wellen und Spindeln bereits im Säuglingsalter zeitlich gekoppelt sind.
Unsere Resultate zeigen, dass die EEG-Merkmale im Alter von 6 Monaten nicht mit der Verhaltensentwicklung im Alter von 6 Monaten assoziiert sind. Jedoch fanden wir heraus, dass die mit 6 Monaten gemessene Spindeldichte die Verhaltensentwicklung im Alter von 12 und 24 Monaten vorhersagen konnte, insbesondere im motorischen Bereich. Interessanterweise war die Spindelfrequenz, die die Geschwindigkeit der Spindeln widerspiegelt, ebenfalls voraussagend für die spätere Entwicklung des Verhaltens. Dies deutet darauf hin, dass spezifische Schlaf-EEG-Merkmale im frühen Säuglingsalter vielversprechende Biomarker für die spätere Verhaltensentwicklung darstellen können. Diese könnten dazu verwendet werden, Säuglinge mit einem erhöhten Risiko für Entwicklungsstörungen auf der Grundlage ihrer frühen thalamokortikalen Netzwerkeigenschaften zu identifizieren. Weitere Studien sind nötig, um die Verwendung von klinischen EEG-Biomarkern zu verfeinern.
Quelle:
Jaramillo V*, Schoch SF*, Markovic A, Kohler M, Huber R, Lustenberger C, Kurth S (2023). An infant sleep electroencephalographic marker of thalamocortical connectivity predicts behavioral outcome in late infancy. NeuroImage, 1;269:119924.
*gleichwertiger Beitrag
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Hochinteressant !
Bin gespannt ob weitere Studien den beschriebenen Trend / Zusammenhang bestätigen !