Phát triển não bộ ở trẻ đẻ non

Phát triển não bộ ở trẻ đẻ nonKapellou et al. PLoS Medicine 2006 Aug(8):e265. Hình ảnh MRI sọ não của một trẻ đẻ nonSự phát triển của vỏ não34 tuần đến 40 tuần29 tuần đến 34 tuầnXue et al NeuroImage 2007;38(3):461-77Rathbone et al, Neurology 20118;77(16):1510-7Mối liên quan giữa tổng diện tích bề mặt vỏ não và sự phát triển thần kinhTuổi thực lúc Scan (tuần)Tuổi thực lúc Scan (tuần)Diện tích bề mặt vỏ não cm2Thể tích vùng đồi thị giảm ở trẻ đẻ nonSrinivasan et al Pediatrics 2007 Thể tích vùng đồi Sự tăng trưởng của vùng đồi trong tử cung và sau khi sinh đủ thángTuổi thực (tuần)Thể tích vùng đồi (mm3)Sự tăng trưởng của vùng đồi trong tử cung và sau khi sinh đủ tháng và non thángTuổi thực (tuần)Thể tích vùng đồi (mm3)Mối liên quan theo từng vùnggiữa thể tích não và sự đẻ nonBall G et al. Cereb. Cortex 2012;22(5):1016-24© The Authors 2011. Published by Oxford University Press.Các giai đoạn phát triển não bộTuổi thai (Tuần)Sự tạo ống thần kinhTăng sinh tế bào thần kinhTế bào tk dịch chuyểnMyelin hóaSinh4 thángTuổi thiếu niênTạo synap thần kinhTế bào chết theo chương trìnhThụ thaiSự phát triển của vỏ nãoThời gianSự kết nối giữa vùng đồi và vỏ nãoPhát triển trong giai đoạn non thángVùng đồiCuống nãoTế bào thần kinh vùng đồi vỏ nãovẫn phát triển khi trẻ đẻ non được điều trị tại NICUJudas and Kostovic. Acta Pædiatrica 99; 8:1119-1127, 2010Cortical Subplate ở trẻ đẻ nonCortex - low SISubplateIntermediate zoneSự phát triển của các sợi vỏ não-đồi trong giai đoạn non thángSau khi phong tỏa hoạt động, sự phát triển trục thẳng và sự phân nhánh tận ở vỏ não giảm, và phân nhánh trên đường đi tăngSusan M. Catalano, and Carla J. Shatz Science 1998;281:559-562Published by AAASVì sao quá trình này quan trọng? Vì cortical subplate là ‘chất trắng quanh não thất’Developmental stages leading to establishment of a mature population of brain microglia. Prior to late gestation (GD 15–16), bone marrow derived mononuclear cells cross the blood–brain barrier (BBB) and take up residence in the brain parenchyma. Harry et al . NeuroToxicology, Volume 33, Issue 2, 2012, 191–206Tiểu thần kinh đệm: “những đại thực bào của não”Paolocelli and Gross Nature Communications 7, Article number: 12540 (2016)Tiểu thần kinh đệmSớm: dẫn đến hình thành synape Muộn: loại bỏ synapeTiểu thần kinh đệm không chỉ là những tế bào viêmVi bào đệm dẫn đến hình thành synapeHình thành synapeLoại bỏ synapeTiểu thần kinh đệm phân nhánh ban đầuTiểu thần kinh đệm phân nhánh hoàn toànSự tương tác động giữa các tiểu thần kinh đệm và synapse thần kinh; giám sát và hỗ trợ Kettenmann et al Neuron 2013; 77:10–18The stability and maintenance of presynaptic terminals and postsynaptic spines is determined by microglia in a three-step process called synaptic pruning composed of contact, engulfment, and phagocytosis Kettenmann et al Neuron 2013; 77:10–18Quá trình loại bỏ synaspe thần kinhKích hoạt tiểu thần kinh đệm: quá trình viêmGiảm chức năng kết nối trên fMRI trong trường hợp thiếu hụt tiểu thần kinh đệm (Cx3cr1KO) miceZhan et al Nature Neuroscience 17, 400–406 (2014)Thiếu các tín hiệu giữa tế bào thần kinh- tiểu thần kinh đệm dẫn đến mất chức năng kết nối não bộ Làm thế nào để tìm hiểu về kết nối của não bộ ở những trẻ non yếu?Các biện pháp chụp MRI để xác định các đường dẫn truyền chất trắngDiffusion Tensor Imaging (Cộng hưởng từ khuyếch tán sức căng)Diffusion Tractography (Bản đồ sợi trục)Connectomics (Bản đồ kết nối thần kinh)Các biện pháp chụp MRI để thăm dò chức năng nãoBlood Oxygen Level Dependent (BOLD)Đo chức năng kết nốiDiffusion Tensor Imaging (DTI)Cộng hưởng từ khuyếch tán sức căng Hệ số khuyếch tán biểu kiến (Apparent Diffusion Coefficient (ADC) đo mức độ khuyếch tán toàn bộ Phân số dị hướng (Fractional Anisotropy (FA) đo mức độ khuyếch tán theo một hướng cụ thểA. Khuyếch tán đằng hướngB. Khuyếch tán dị hướngBản đồ sợi trục: tiểu não của trẻ sơ sinhKết nối về cấu trúc: Biểu đồ sợi kết nối trong nãoSử dụng hình ảnh cộng hưởng từ khuyếch tán (dMRI)Takahashi. Cereb. Cortex 2012; 22(2): 455-464Bản đồ sợi trục khuyếch tán ở não ngườiĐường dẫn truyền chất trắng ở trẻ sơ sinhDevelopingHumanConnectomeProjectĐường dẫn truyền chất trắng ở trẻ sơ sinhDevelopingHumanConnectomeProjectAtlas não người từ 28 – 44 tuần tuổiMakropoulos et al, Neuroimage 201628 tuần	 32 tuần	 	38 tuần	 44 tuầnBản đồ kết nối não:Kết nối giữa 83 vùng trong nãoRobinson et al, MICCAI 2008;11(Pt 1):486-93Bản đồ kết nối não ở trẻ sơ sinhPandit et al, Cerebral Cortex 2013Mức độ trung tâmTrướcSauPhảiTráiẢnh hưởng của sự phát triển và sự đẻ non đối với sự kết nối trong não bộPandit et al, Cerebral Cortex 2013Các liên kết phát triển mạnh mẽ nhấtPandit et al, Cerebral Cortex 2013Ảnh hưởng của sự phát triển và sự đẻ non đối với sự kết nối trong não bộTrẻ sinh non lúc đủ thángNhóm chứng: đủ thángMật độ kết nối giữa đồi thị và vỏ nãoBall et al, Cortex 2013 49(6):1711-21Bản đồ màu chỉ rõ các vùng liên kết giảm ở trẻ đẻ nonẢnh hưởng của sinh non tới các liên kết cấu trúc giữa đồi thị và vỏ nãoBall et al, Cortex 2013Những vùng não có giảm liên kết lúc đủ tháng sẽ có liên quan đến biểu hiện nhận thức kém ở thời điểm 2 tuổiBall et al, Cerebral Cortex 2015Giảm các liên kết cấu trúc giữa vùng đồi thị-vỏ não lúc đủ tháng giúp dự đoán kết quả lúc 2 tuổifMRI: não được kích hoạt trong quá trình kích thích thị giácLiên kết chức năng:phối hợp kích hoạtCác cấu trúc não cùng lúc được kích hoạt khi làm một nhiệm vụCác liên kết chức năng được biểu hiện qua functional connectivity Magnetic Resonance Imaging (fcMRI)Adult fcMRI images courtesy of Marcus Raichle (NeuroImage. 2007;37(4):1083-90)DevelopingHumanConnectomeProjectSự phát triển vùng vận động ở não ngườiHình ảnh fMRI trong trạng thái nghỉ của hệ vận động tự nhiên từ 29 đến 44 tuần Biểu hiện trên atlas não 4D	Doria et al, Proc Natl Acad Sci U S A. 2010;107(46):20015-20Sự phát triển của mạng lưới vận độngDoria et al, Proc Natl Acad Sci U S A. 2010;107(46):20015-20Deoni et al., 2011 Microglial Regulation of Synaptic Plasticity Kettenmann et al Neuron 2013; 77:10–18Plasticity of neonatal neuronal networks in very premature infants: Source localization of temporal theta activity, the first endogenous neural biomarker, in temporoparietal areasHuman Brain Mapping23 JAN 2017 DOI: 10.1002/hbm.23521