Good Mood

for At få vist denne rapport, som en PDF, se Føtal eeg tests: Signaler fra begyndelsen af Livet

Som en neurolog, og mor til to børn, har jeg altid ønsket at vide, hvordan små hjerner arbejde. Ifølge nogle websebsteder, jeg havde læst, var elektrisk aktivitet blevet registreret fra hjernen hos et menneskeligt foster kun seks uger og tre dage efter undfangelsen (1). Det ville kun være tre uger efter, at føtalets hjerte begynder at slå (2) og en uge efter de tidligste registrerede føtalbevægelser (3)., Men som enhver neurovidenskabsmand vil fortælle dig, er det vanskeligt at registrere elektrisk aktivitet fra voksne menneskelige hjerner ved hjælp af elektroencefalografi (EEG) på grund af interferens fra hovedbundens muskler og kraniale knogler. Hvordan kunne en baby på størrelse med en drue producere nok elektrisk aktivitet til at blive opdaget?

Jeg satte mig for at finde den oprindelige forskning og afgøre, om det blev gjort godt. Jeg forventede, at elektriske signaler fra moderens muskler ville maskere dem fra det ufødte barns hjerne., Værre er, at de fleste forskere bruger føtale EEG ‘ er til at registrere hjerneaktivitet hos babyer under fødsel eller i sidste trimester af graviditeten. Faktisk citerede alle papirer, der blev offentliggjort online, hjerneforskning om babyer i første trimester brugte. Jeg begyndte at frygte, at påstanden om, at et 45 dage gammelt foster viser hjerneaktivitet, var forkert.

for at finde svaret måtte jeg besøge Library of Congress og støve et videnskabeligt papir så gammelt, at det ikke er offentligt tilgængeligt på internettet., Papiret detaljeret hjerne forskning, der fandt sted under tragisk ulykkestilfælde i Philadelphia i 1950’erne. I 1955, Winslow Borkowski og Richard Bernstine, læger på Jefferson Medical College Hospital, midlertidigt bevaret en lille ufødte barn fjernet 45 dage efter undfangelsen i løbet af en graviditet og registreres fra den forreste og occipital områder af sin hjerne. Holdet brugte nålelektroder til at registrere hjerneaktivitet ved 3 millimeter og 1 centimeter under hjernens overflade (4)., Disse elektroder trængte ind i kranialvævet, hvilket løser problemet med elektrisk interferens fra nærliggende muskler. 45 dage efter undfangelsen er hjernen bøjet fremad og er næsten lige så stor som hele fostrets krop, hvilket giver mulighed for disse dybe optagelser (5).

læger registrerer typisk hjerneaktivitet eller EEG ‘ er ved hjælp af elektroder placeret i hovedbunden., Ved at bruge en elektrode, der faktisk går ind i hjernen, får læger og forskere en mere præcis optagelse, fordi elektroderne registrerer mere neural aktivitet end muskulær aktivitet, når elektroden er omgivet af neuralt væv. Borko .ski og Bernstines optageteknik er den mest pålidelige metode til optagelse af EEG ‘ er, men den forårsager også permanent hjerneskade og bruges derfor kun til dyr eller mennesker med ukontrollerbare anfald. I dette tilfælde havde fosteret kun få minutter at leve, så den invasive videnskabelige teknik blev ikke betragtet som uetisk., Især brugen af denne teknik på babyer født for tidligt til at overleve sluttede, så vidt jeg ved, i 1961 (6).

lægerne begyndte at optage fra det 45 dage gamle foster 10 minutter efter operationen, der adskilte det fra moderens blodforsyning og fortsatte optagelsen i næsten 90 minutter indtil fuldstændig hjernedød, bestemt af den fuldstændige mangel på EEG-aktivitet (4)., Selvom det kan være overraskende, at fostrets hjerneaktivitet fortsatte så længe efter adskillelse fra moderens iltede blodstrøm, har neonatale neuroner beskyttelsesmekanismer til at hjælpe dem med at overleve metabolisk nød og miljø med lavt ilt (7).

overbevist om, at beviset for menneskelig hjerneaktivitet 45 dage efter undfangelsen var stærk, vendte jeg mig til spørgsmålet om, hvad vi kan lære af disse føtale EEG-optagelser.

elektroencefalogrammer (EEG ‘ er) registrerer den spontane elektriske aktivitet genereret af aktive neuroner i hjernen., Generelt producerer hjernen elektrisk aktivitet opdelt i to dele – samtidige rytmiske komponenter, ofte kaldet hjernebølger, og begivenhedsrelaterede potentialer, relateret til sensorisk stimulering eller opgaverelateret tænkning. Forskere, der observerer en EEG, kan ikke fortælle, hvad en person tænker og føler, men begivenhedsrelaterede potentialer viser, at hjernen sanser og opfatter sit miljø. Begivenhedspotentialer er også lette at opdage fra hovedbunden eller, i tilfælde af et ufødt barn, fra elektroder på overfladen af sin mors mave., Fra ekstern måling ved vi, at et 26-ugers foster efter undfangelsen reagerer på lyde med begivenhedsrelaterede potentialer (8), men tekniske begrænsninger forhindrer forskere i at få klare data i tidligere svangerskabsalder.

derimod kan hjernebølger være svære at opdage ved hjælp af ikke-invasive metoder. Når de kan måles, kan visse rytmer af hjernebølger indikere en persons bevidsthedstilstand, for eksempel hos voksne:

• Langsombølgeaktivitet observeres under dyb søvn.,
• korte udbrud af højfrekvent rytmisk aktivitet kaldet” søvnspindler ” observeres

under lettere søvn.

• hurtigere rytmisk aktivitet kan ses under bevægelse og opgaver, der kræver opmærksomhed.

endelig indikerer fraværet af EEG-aktivitet hjernedød.

da Borko .ski og Bernstine studerede det 45-dages gamle fosters hjerne, observerede de mønstre af hjerneaktivitet, som de beskrev som ligner dem, der blev observeret hos ældre fostre (6)., Normalt udviklende fostre, sunde premature spædbørn og fuldtidsfødte viser to hoved-EEG-mønstre:” diskontinuerlig “aktivitet og” spor-vekslende ” aktivitet (9). Diskontinuerlig aktivitet er en blanding af langsom bølgeaktivitet og udbrud, der ligner begivenhedsrelaterede potentialer. Spor-vekslende aktivitet refererer til skarpe udbrud af elektrisk aktivitet efterfulgt af flere rytmer med høj amplitude. Forskere har sagt, at sporskiftende aktivitet repræsenterer stille søvn, og diskontinuerlig aktivitet repræsenterer vågenhed eller hurtig øjenbevægelses søvn (10)., Ældre premature spædbørn viser mere sporskiftende aktivitet end yngre premature spædbørn, hvilket antyder, at sporskiftende aktivitet stiger med føtal modenhed (11).

Fra 1955 til 1961, Borkowski og Bernstine studeret eeg tests fra i alt seks fostre, i alderen 43 til 120 dage efter undfangelsen og fjernet under graviditet eller hysterektomi. Bernstine beskrev hjernebølgerne (6):

“elektrisk aktivitet var lavspændingsbølger (10 til 20 mikrovolt), der forekom ved 2 til 2 pr. Hurtigere (2-8 bølger per sekund) aktivitet var til stede næsten lige så ofte., Rytme på otte til tolv bølger i sekundet var decideret mindre hyppige som var aktivitet på mere end tolv bølger i sekundet.”

det er vigtigt, at det faktum, at disse forskere observerede flere typer rytmer, afslører, at netværk af neuroner viste mere end et aktivitetsmønster. Fosterneuronerne fyrede ikke blot tilfældigt, men synkroniserede med nærliggende neuroner i små perioder. Desuden lignede lavspændingsmønstrene langsombølge mønstre langsombølge søvn hos voksne, men det er uklart, om dette betyder, at fosteret sov., Derudover lavede lægerne en særlig observation i det 45-dages gamle foster (4):

“udbrud af hurtig bølgeaktivitet (16 per sekund) fra den overfladiske Corte.og dybere strukturer i hjernestammen blev set ved to lejligheder. Disse bølger lignede søvnspindler som observeret i det voksne elektroencefalogram.”

som tidligere nævnt vises “søvnspindler” ofte i EEG ‘ er hos voksne under lettere søvn. Hos voksne korrelerer “søvnspindler” med styrkelsen af forbindelserne mellem neuroner og kan hjælpe med at danne langsigtede minder (12)., Det er muligt, at de tjener det samme formål i fosteret; fosterhjernen er imidlertid ikke blot en miniature voksen hjerne. Det udvikler sig indefra og ud. Specifikt udvikles dybe subkortiske områder først. Når Corte.begynder at udvikle sig, danner den først interne kredsløb. Anatomiske fremskrivninger fra de subkortiske områder til Corte.vises kun i anden trimester. Fremskrivninger ved hjælp af kinas kommunistparti, såsom dopamin og serotonin, form først mellem 12 og 16 uger, og excitatoriske fremskrivninger form senere mellem 20 og 23 uger efter undfangelsen (9)., Søvnspindler stammer typisk fra gensidige forbindelser mellem en dyb subkortisk struktur – den thalamiske retikulære kerne – og Corte. (13). Forbindelsen mellem den thalamiske retikulære kerne og Corte.ville dog endnu ikke have udviklet sig i et 45 dage gammelt foster. I betragtning af at føtale EEG-optagelser kom fra de overfladiske frontale og occipitale områder, viser disse optagelser sandsynligvis aktivitet, der kommer fra dybe hjerneområder sammenstillet med aktivitet fra interne kortikale kredsløb (5).,

endelig sluttede Borko .ski og Bernstine deres optagelser ved hjernedød (4):

“al elektrisk aktivitet i hjernen var helt forsvundet i 91 minutter fra tidspunktet for ligering af livmoderarterierne.”

Hvis fraværet af hjerneaktivitet signalerer hjernedød, indikerer tilstedeværelsen af hjerneaktivitet hjernelivet. Videnskaben viser tydeligt, at et unikt menneskeligt individ dannes ved undfangelsen., Hvis tilstedeværelsen af hjerneaktivitet indikerer et liv, der er værdigt til medicinsk intervention og beskyttelse hos et menneske uden for livmoderen, hvorfor garanterer det ikke også beskyttelse af et menneske inde i livmoderen?

i sandhed kan føtal hjerneaktivitet starte længe før 45 dages drægtighed. At lære om det unge fosters liv og oplevelse er en skattejagt: forskere skal sammenlægge spor fra observationer foretaget under usunde graviditeter og nødsituationer for at få indsigt i den sunde udvikling af det menneskelige barn., Mens jeg som mor er ivrig efter at vide, hvornår mit ufødte barn begynder at have hjerneaktivitet, er jeg endnu mere taknemmelig for, at vores samfund bekymrer sig mere om det ufødte barns sikkerhed end fremme af videnskabelig viden. Når vi udvikler nye teknologier, kan vi lære meget mere om fostrets in utero-oplevelser, men den første prioritet skal altid være mor og barns sikkerhed.Katrina Furth, ph.d. er neurovidenskabsmand og tilknyttet forsker ved Charlotte lo .ier Institute.

1. 6 til 7 uger / prænatal oversigt . ., Tilgængelig fra: http://www.ehd.org/dev_article_unit7.php
2. Gittenberger-De Groot AC, Jongbloed MRM, Poelmann IGEN. Normal og unormal hjerteudvikling. I: MD JHM, FRCP JIEHM, editors. Pædiatrisk Kardiovaskulær Medicin . 2012iley-Black ;ell; 2012 . s. 1-22. Tilgængelig fra: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/9781444398786.ch1/summary
3. de Vries JIP, Visser GHA, Prechtl HFR. Fremkomsten af føtal adfærd. I. kvalitative aspekter. Tidlig Hum Dev. 1982 December 30;7(4):301-22.
4. Borko .ski Borj, Bernstine RL. Elektroencefalografi af fosteret. Neurologisk. 1955 1. maj; 5 (5): 362.
5. Sadler, T. Lang. Langmans medicinske embryologi ., 13.udgave. 2015olters Klu .er Sundhed; 2015 . Tilgængelig fra: http://archive.org/details/LangmansMedicalEmbryology13E2015GHANIM
6. Bernstine RL. Føtal elektrokardiografi og elektroencefalografi. Springfield, Syg: Thomas; 1961. 97 s.
7. Pfisterer U, Khodosevich K. neuronal overlevelse i hjernen: neuron type-specifikke mekanismer. Celledød Dis. 2017 Mar;8(3):e2643.
8. Draganova R, Eswaran H, Murphy ‘ S, Lowery C, Preissl H. Seriel magnetoencephalographic undersøgelse af foster og nyfødt auditiv diskrimination fremkaldt reaktioner. Tidlig Hum Dev. 2007 Mar 1;83(3):199-207.
9. Anderson al, Thomason ME., Funktionel plasticitet før vuggen: en gennemgang af neural funktionel billeddannelse i det menneskelige foster. Neurosci Biobehav Rev. 2013 Nov 1;37(9, Del B):2220-32.
10. Thaler i, Boldes R, Timor-Tritsch I. Real-Time spektralanalyse af føtal EEG: en ny tilgang til overvågning af Søvntilstande og føtal tilstand under fødslen. 2000 Sep;48(3):340-5.
11. André M, Lamblin M-D, d’Allest ER, Curzi-Dascalova L, Moussalli-Salefranque F, Nguyen Den Tich S, et al. Elektroencefalografi hos for tidlige og fuldtidsbørn. Udviklingsmæssige træk og ordliste. Neurofysiol Clin Neurofysiol., 2010 1. maj; 40 (2):59-124.
12. Holz J, Piosczyk H, Feige B, Spiegelhalder K, Baglioni C, Riemann D, et al. EEG Sigma og langsom bølge aktivitet under NREM søvn korrelerer med natten deklarativ og proceduremæssig hukommelse konsolidering. J Sleep Res. 2012 Dec 1;21(6):612-9.
13. Gardner RJ, Hughes S., Jones m.. Differential Spike Timing og fase dynamik retikulære thalamiske og præfrontale kortikale neuronale populationer under søvn spindler. J Neurosci. 2013 November 20; 33(47):18469-80.

Figurlegende:

EEG-optagelser fra 45 dage gammelt foster fjernet under en ektopisk graviditet., 91 minutter efter adskillelse fra livmoderarterierne.