Good Mood

Pro prohlížení této zprávy ve formátu PDF, viz Fetální Eeg: Signály z Úsvitu Života

Jako neuroložka a matka dvou dětí, vždycky jsem chtěla vědět, jak malé mozky pracovat. Podle některých webových stránek, které jsem četl, byla elektrická aktivita zaznamenána z mozku lidského plodu pouze šest týdnů a tři dny po početí (1). To by bylo jen tři týdny poté, co srdce plodu začne bít (2) a jeden týden po nejdříve zaznamenaných pohybech plodu (3)., Ale jak vám řekne každý neurovědec, je obtížné zaznamenat elektrickou aktivitu z dospělých lidských mozků pomocí elektroencefalografie (EEG) v důsledku rušení svalů pokožky hlavy a lebečních kostí. Jak by dítě o velikosti hroznů mohlo produkovat dostatečnou elektrickou aktivitu, aby bylo možné detekovat?

rozhodl jsem se najít původní výzkum a zjistit, zda byl proveden dobře. Očekával jsem, že elektrické signály přicházející ze svalů matky budou maskovat ty z mozku nenarozeného dítěte., Horší, většina výzkumníků použití fetální Eeg záznam mozkové aktivity u dětí během porodu nebo v posledním trimestru těhotenství. Ve skutečnosti všechny noviny zveřejněné veřejně online citovaly výzkum mozku o dětech v prvním trimestru z druhé ruky. Začal jsem se obávat, že tvrzení, že 45denní plod vykazuje mozkovou aktivitu, bylo špatné.

abych našel odpověď, musel jsem navštívit kongresovou knihovnu a oprášit vědeckou práci tak starou, že není veřejně dostupná na internetu., Papír podrobný výzkum mozku, které se odehrály během tragické lékařské pohotovosti ve Philadelphii v roce 1950. V roce 1955, Winslow Borkowski a Richard Bernstine, lékaři na Jefferson Medical College Hospital, dočasně zachovány malé nenarozené dítě odstraněn 45 dní po početí v průběhu mimoděložního těhotenství a zaznamenány z čelní a týlní oblasti mozku. Tým použil jehlové elektrody k záznamu mozkové aktivity na 3 milimetry a 1 centimetr pod povrchem mozku (4)., Tyto elektrody pronikly do lebeční tkáně, která řeší problém elektrického rušení z okolních svalů. Po 45 dnech po početí se mozek ohýbá dopředu a je téměř stejně velký jako celé tělo plodu, což umožňuje tyto hluboké nahrávky (5).

lékaři obvykle zaznamenávají mozkovou aktivitu nebo EEG pomocí elektrod umístěných na pokožce hlavy., Pomocí elektrod, které vlastně děje uvnitř mozku, lékaři a vědci získat přesnější nahrávání, protože elektrody detekovat více nervové činnosti, než je svalová činnost, kdy elektroda je obklopen nervovou tkání. Borkowski a Bernstine je záznamová technika je nejvíce efektivní metoda pro nahrávání Eeg, ale také způsobuje trvalé poškození mozku, a proto se používá pouze u zvířat nebo lidí s nekontrolovatelnými záchvaty. V tomto případě měl plod jen pár minut na život, takže invazivní vědecká technika nebyla považována za neetickou., Zejména použití této techniky u dětí narozených příliš brzy na to, aby přežily, skončilo, pokud je mi známo, v roce 1961 (6).

lékaři začali nahrávání od 45-den-starý plod 10 minut po operaci, že je odděleno od matky prokrvení a pokračoval v nahrávání pro téměř 90 minut, dokud kompletní mozkové smrti, určí úplný nedostatek EEG aktivity (4)., I když to může být překvapivé, že mozek plodu činnosti pokračoval tak dlouho po oddělení od okysličené průtok krve jeho matka, novorozenecké neurony mají ochranné mechanismy, které jim pomohou přežít metabolického stresu a nízkým obsahem kyslíku v prostředí (7).

Přesvědčen, že důkazy pro činnost mozku člověka na 45 dní po početí byl silný, jsem se obrátil na otázku, co se můžeme naučit z těchto fetální EEG záznamy.

elektroencefalogramy (EEGs) zaznamenávají spontánní elektrickou aktivitu generovanou aktivními neurony v mozku., Obecně mozek produkuje elektrickou aktivitu rozdělenou na dvě části – simultánní rytmické složky, často nazývané mozkové vlny, a potenciály související s událostmi, související se senzorickou stimulací nebo myšlením souvisejícím s úkolem. Vědci pozorování EEG nemůže říct, co člověk myslí a cítí, ale event-related potenciálů ukazují, že mozek je snímání a vnímání svého prostředí. Potenciály událostí se také snadno detekují z pokožky hlavy nebo v případě nenarozeného dítěte z elektrod na povrchu břicha jeho matky., Z měření víme, že 26-týden-post-početí plod reaguje na zvuky s event-related potenciálů (8), ale technické omezení zabránit vědci od získání vymazat data v dřívějších gestační věk.

naproti tomu mozkové vlny lze těžko detekovat pomocí neinvazivních metod. Když je lze měřit, určité rytmy mozkových vln mohou naznačovat stav vědomí člověka, například u dospělých:

• během hlubokého spánku je pozorována pomalá vlnová aktivita.,
• během lehčího spánku jsou pozorovány krátké záblesky vysokofrekvenční rytmické aktivity nazývané „vřetena spánku“

.

• rychlejší rytmická aktivita je vidět během pohybu a úkolů, které vyžadují pozornost.

konečně absence jakékoli aktivity EEG naznačuje smrt mozku.

Když Borkowski a Bernstine studovali 45denní mozek plodu, pozorovali vzorce mozkové aktivity, které popsali jako podobné těm pozorovaným u starších plodů (6)., Normálně se vyvíjející plody, zdravé předčasně narozené děti a plnohodnotné novorozence vykazují dva hlavní vzorce EEG: „diskontinuální“ aktivita a aktivita „trace-alternant“ (9). Diskontinuální aktivita je směs pomalé vlnové aktivity a výbuchů, které se podobají potenciálům souvisejícím s událostmi. Aktivita trace-alternantu se týká ostrých výbuchů elektrické aktivity následovaných několika rytmy s vysokou amplitudou. Vědci předpokládali, že stopově střídavá aktivita představuje klidný spánek a diskontinuální aktivita představuje bdění nebo rychlý pohyb očí spánek (10)., Starší předčasně narozených dětí ukazují více trace-alternatních aktivitu než mladší předčasně narozených dětí, což naznačuje, že stopy-alternatních aktivita se zvyšuje s fetální zralosti (11).

Od roku 1955 do roku 1961, Borkowski a Bernstine studoval Eeg z celkem šesti plodů, ve věku od 43 do 120 dnů po početí a odstraněny v průběhu mimoděložního těhotenství nebo hysterektomii. Bernstine popsal mozkové vlny (6):

„elektrická aktivita byla vlny nízkého napětí (10 až 20 mikrovoltů) vyskytující se při ½ až 2 za sekundu. Rychlejší (2-8 vln za sekundu) aktivita byla přítomna téměř stejně často., Rytmus při osmi až dvanácti vlnách za sekundu byl rozhodně méně častý, protože aktivita byla vyšší než dvanáct vln za sekundu.“

je důležité, že skutečnost, že tito vědci pozorovali více typů rytmů, ukazuje, že sítě neuronů vykazovaly více než jeden vzor aktivity. Fetální neurony nebyly jen náhodně vypalovány, ale synchronizovaly se se sousedními neurony po malou dobu. Kromě toho, low-napětí, pomalé vlny vzory připomínalo spánek pomalých vln u dospělých, ale není jasné, zda to znamená, že plod spí., Navíc, lékaři, speciální pozorování v 45-den-starý plod (4):

„Výbuchy rychle vln (16 za sekundu) z povrchové kůry a hlubší struktury mozkového kmene byly pozorovány ve dvou případech. Tyto vlny připomínaly vřetena spánku, jak je pozorováno u dospělého elektroencefalogramu.“

Jak již bylo zmíněno, „vřetena spánku“ se běžně objevují v Eegech dospělých během lehčího spánku. U dospělých“ spací vřetena “ korelují s posílením spojení mezi neurony a mohou pomoci vytvářet dlouhodobé vzpomínky (12)., Je možné, že slouží stejnému účelu u plodu; fetální mozek však není jen miniaturní dospělý mozek. Vyvíjí se zevnitř ven. Konkrétně se nejprve vyvíjejí hluboké subkortikální oblasti. Jak se kůra začíná rozvíjet, nejprve tvoří vnitřní obvody. Anatomické projekce z subkortikálních oblastí do kůry se objevují pouze ve druhém trimestru. Projekce používající monoaminy, jako je dopamin a serotonin, se tvoří nejprve mezi 12 a 16 týdny a excitační projekce se tvoří později mezi 20 a 23 týdny po početí (9)., Vřetena spánku obvykle vznikají z vzájemných spojení mezi Hlubokou subkortikální strukturou – thalamickým retikulárním jádrem-a kůrou (13). Spojení mezi thalamickým retikulárním jádrem a kůrou by se však u 45denního plodu dosud nevyvinulo. Vzhledem k tomu, že fetální nahrávky EEG pocházely z povrchových frontálních a okcipitálních oblastí, tyto nahrávky pravděpodobně vykazují aktivitu přicházející z hlubokých oblastí mozku vedle aktivity z vnitřních kortikálních obvodů (5).,

Konečně, Borkowski a Bernstine skončila jejich nahrávky na smrt mozku (4):

„Všechny elektrické aktivity mozku úplně zmizel v 91 minut od okamžiku podvázání děložních tepen.“

pokud nepřítomnost mozkové aktivity signalizuje smrt mozku, pak přítomnost mozkové aktivity naznačuje život mozku. Věda jasně ukazuje, že při koncepci vzniká jedinečná lidská individuální forma., Pokud přítomnost mozkové aktivity naznačuje život hodný lékařského zásahu a ochrany u člověka mimo dělohu, proč to také nezaručuje ochranu člověka uvnitř dělohy?

ve skutečnosti může fetální mozková aktivita začít dlouho před 45denním těhotenstvím. Učení o životě a zkušenosti mladých plod je scavenger hunt: vědci musí dát dohromady stopy z pozorování provedených v průběhu nezdravé těhotenství a mimořádných událostí, abyste získali náhled na zdravý vývoj lidské dítě., Zatímco jako matka dychtím vědět, kdy moje nenarozené dítě začne mít mozkovou aktivitu, jsem ještě vděčnější, že naše společnost se stará více o bezpečnost nenarozeného dítěte než o rozvoj vědeckých poznatků. Při vývoji nových technologií se můžeme dozvědět mnohem více o zkušenostech plodu in utero, ale první prioritou musí být vždy bezpečnost matky a dítěte.

Katrina Furth, Ph.D. je neurovědec a spolupracovník učence s Charlotte Lozier Institute.

1. 6 až 7 týdnů | prenatální přehled . ., K dispozici od: http://www.ehd.org/dev_article_unit7.php
2. Gittenberger-De Groot AC, Jongbloed MRM, POELMANN RE. Normální a abnormální srdeční vývoj. In: MD JHM, FRCP JIEHM, editors. Pediatrická Kardiovaskulární Medicína . Wiley-Blackwell; 2012 . s. 1-22. K dispozici od: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/9781444398786.ch1/summary
3. de Vries JIP, Visser GHA, Prechtl HFR. Vznik fetálního chování. I. kvalitativní aspekty. Časný Hukot. 1982 prosinec 30; 7(4):301-22.
4. Borkowski WJ, Bernstine RL. Elektroencefalografie plodu. Neurologie. 1955 1. května; 5(5): 362.
5. Sadler, lékařská embryologie T. W. Langmana ., Dne 13. Wolters Kluwer Zdraví; 2015 . K dispozici od: http://archive.org/details/LangmansMedicalEmbryology13E2015GHANIM
6. BERNSTINE RL. Fetální elektrokardiografie a elektroencefalografie. Springfield, Nemocný: Thomas; 1961. 97 s.
7. Pfister U, Khodosevich k. neuronální přežití v mozku: mechanismy specifické pro typ neuronu. Cell Death Dis. 2017 Mar; 8(3): e2643.
8. Draganova R, Eswaran H, Murphy P, Lowery C, Preissl H. Sériové magnetoencephalographic studie plodu a novorozence sluchové diskriminační evokované odpovědi. Časný Hukot. 2007 Mar 1; 83(3): 199-207.
9. Anderson AL, Thomason ME., Funkční plasticita před kolébkou: přehled nervového funkčního zobrazování u lidského plodu. Neurosci Biobehav Rev. 2013 Nov 1; 37 (9, Část B):2220-32.
10. Thaler jsem, Boldes R, Timor-Tritsch I. Real-Time Spektrální Analýzu Fetální EEG: Nový Přístup k Monitorování Spánku a Stavu Plodu během Porodu. Pediatr Res. 2000 Sep; 48(3): 340-5.
11. André M, Lamblin M-D, d’Allest JSEM, Curzi-Dascalova L, Moussalli-Salefranque F, Nguyen Na Tich S, et al. Elektroencefalografie u předčasně narozených a plnoletých dětí. Vývojové rysy a glosář. Neurofyziol Clin Neurofyziol., 2010 1. května; 40(2): 59-124.
12. Holz J, Piosczyk H, Feige B, Spiegelhalder k, Baglioni C, Riemann D, et al. EEG sigma a pomalá vlnová aktivita během spánku NREM korelují s jednodenní deklarativní a procedurální konsolidací paměti. J Spánek Res. 2012 Prosince 1; 21 (6):612-9.
13. Gardner RJ, Hughes SW, Jones MW. Diferenciální načasování špice a fázová dynamika retikulárních Thalamických a prefrontálních kortikálních neuronálních populací během spánkových vřeten. J. 2013 listopad 20;33(47):18469-80.

postava legenda:

EEG nahrávky z 45denního plodu odstraněné během mimoděložního těhotenství., Smrt mozku nastala Naposledy, přibližně 91 minut po oddělení od děložních tepen.