發育中的大腦不僅僅是成年人的縮小版，而且是為外部世界做好準備的獨特設計。 它的結構和功能的唯一作用是建立出生後生命所需的基本電路，一旦完成任務就會消失。 我們通過研究過早出生的嬰儿知道，即使在這個非常早期階段，大腦也非常活躍，但這種方式對於這個生命時期非常具體。
動物研究 已經表明，未成熟的腦細胞會自行消滅，有點像心臟中的起搏細胞。 這些細胞的發射是非常協調的，因此它可以為大腦神經迴路的接線和維護提供初始指示。 這些是基本的初始步驟，如果被打斷或受到干擾， 可以改變大腦成熟的整個過程。 鑑於它們的重要性，我們希望在早產新生兒中研究這些步驟。
陣陣活動
由於大腦內的神經元使用電信號相互通信，我們可以使用位於頭部的EEG（腦電圖）傳感器將此活動測量為“腦波”。 我們倫敦大學學院的一些人在過去的20年代成功地使用了這種方法 癲癇發作期間的活動 並研究嬰兒的大腦如何處理 觸摸和痛苦 甚至在正常出生之前。
腦電圖還可用於記錄休息時早產兒大腦的活動情況 已經表明 它由巨大的爆發組成，通常在任何時候都看不到。 但是，雖然我們很早就知道EEG的活動是什麼樣的，但是當它發生時，我們從未知道大腦活動實際發生在哪裡。
解決這個問題的關鍵是將腦電圖記錄與功能性磁共振成像（fMRI）結合起來。 當大腦中的神經元發射時，它們需要燃料（氧氣和葡萄糖），這些燃料通過血流進入“活躍”區域。
使用fMRI，可以精確測量整個大腦的氧氣和血流量變化，精確度為幾毫米。 但這只是在MRI掃描儀和相對緩慢的血流變化允許的時間尺度上。 因此，EEG（可以測量快速電活動但難以定位它）和fMRI（測量耦合的慢血流響應但可以精確定位它）的組合非常適合發現活動爆發的來源。早產兒的大腦。
'島'發現
這種實驗以前從未進行過，我們知道這將是極具挑戰性的，所以我們與倫敦國王學院的一個團隊合作，他們擁有豐富的fMRI方法經驗和知識。 我們記錄了10名早產兒的大腦活動，同時他們自然地睡著了兩種技術。
我們研究的第一個數據， 發表在eLife，建議產生過早的腦電波。
每個嬰兒在他們的腦電圖中經常活動爆發，並且通過功能磁共振成像我們能夠看到他們中的大多數來自隱藏在金字塔形狀的大腦區域。 腦島。 這是一個皮質島（“島嶼”是島上的拉丁語），在成人中，它將基本的物理信息與情緒，認知和動機信號結合在一起，涵蓋了非常多樣化的角色。
我們在研究中表明，這個特定的大腦區域 - 迄今為止很少得到關注 - 在產生影響發育中大腦的關鍵活動中起著重要作用。 實際上，它比其他大腦區域生長得更快，並且在子宮妊娠的最後三個月與大腦其他部分形成聯繫。 寶寶是多麼早熟 和 娛樂用藥 在懷孕期間對這個大腦區域有不利影響。
在許多歐洲國家，尤其是英國，早產的比例正在上升，英國是22-25孕週出生並且近年來接受重症監護的嬰兒數量 增加了44％.
由於現代醫院護理的進步，這些嬰兒更有可能存活，但他們面臨更大的神經發育問題風險。 這可能是因為他們出生得太早，他們的大腦還沒準備好，因為它仍然經歷了應該在子宮受保護環境中發生的那些發育步驟。 結果，早產大腦更容易受傷，可能導致殘疾。
因此，了解發展中的大腦是如何為照顧這些弱勢群體提供信息的，這一點至關重要。 我們的研究結果可能為監測早產兒大腦及其活動的發展方式提供新的令人興奮的機會，並為早期損傷如何最終導致殘疾提供新的理解。
關於作者
Lrczo研究員Lorenzo Fabrizi， UCL 和Tomoki Arichi，腦發育中心的臨床高級講師， 倫敦國王學院
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