Good Mood

pentru a vizualiza acest raport ca PDF, consultați EEG-urile fetale: semnale din zorii vieții

ca neurolog și mamă a doi copii, am dorit întotdeauna să știu cum funcționează creierul celor mici. Potrivit unor site-uri web pe care le citisem, activitatea electrică a fost înregistrată din creierul unui făt uman la numai șase săptămâni și trei zile după concepție (1). Aceasta ar fi la doar trei săptămâni după ce inima fetală începe să bată (2) și la o săptămână după cele mai timpurii mișcări fetale înregistrate (3)., Dar, așa cum vă va spune orice neurolog, este dificil să înregistrați activitatea electrică din creierul uman adult folosind electroencefalografia (EEG) din cauza interferenței mușchilor scalpului și a oaselor craniene. Cum ar putea un copil de mărimea unui strugure să producă suficientă activitate electrică pentru a fi detectat?

mi-am propus să găsesc cercetarea originală și să determin dacă a fost făcută bine. Mă așteptam ca semnalele electrice provenite de la mușchii mamei să le mascheze pe cele din creierul copilului nenăscut., Mai rău, majoritatea cercetătorilor folosesc EEG-uri fetale pentru a înregistra activitatea creierului la bebeluși în timpul nașterii sau în ultimul trimestru de sarcină. De fapt, toate lucrările postate public online au citat cercetarea creierului asupra bebelușilor în primul trimestru de mâna a doua. Am început să mă tem că afirmația că un făt în vârstă de 45 de zile arată activitatea creierului a fost greșită.pentru a găsi răspunsul, a trebuit să vizitez Biblioteca Congresului și să șterg o lucrare științifică atât de veche încât nu este disponibilă public pe internet., Hârtia detaliate de cercetare a creierului, care a avut loc în timpul tragice situații de urgență medicală în Philadelphia în 1950. În 1955, Winslow Borkowski și Richard Bernstine, medicii de la Jefferson Medical College Hospital, temporar păstrat un mic copil nenăscut eliminate de 45 de zile după concepție, în timpul unei sarcini extrauterine și înregistrate din zonele frontale și occipitale ale creierului său. Echipa a folosit electrozi de ac pentru a înregistra activitatea creierului la 3 milimetri și 1 centimetru sub suprafața creierului (4)., Acești electrozi au pătruns în țesutul cranian, ceea ce rezolvă problema interferenței electrice din mușchii din apropiere. La 45 de zile de la concepție, creierul este îndoit înainte și este aproape la fel de mare ca întregul corp al fătului, permițând aceste înregistrări profunde (5).de obicei, medicii înregistrează activitatea creierului sau EEG-urile folosind electrozi plasați pe scalp., Folosind un electrod care intră de fapt în creier, medicii și oamenii de știință obțin o înregistrare mai precisă, deoarece electrozii detectează mai multă activitate neurală decât activitatea musculară atunci când electrodul este înconjurat de țesut neural. Borkowski și Bernstine e tehnica de înregistrare este cea mai sigura metoda de înregistrare Eeg, dar, de asemenea, provoacă leziuni permanente ale creierului, și, prin urmare, este folosit doar la animale sau la om cu convulsii incontrolabile. În acest caz, fătul a avut doar câteva minute de trăit, astfel încât tehnica științifică invazivă nu a fost considerată neetică., În special, utilizarea acestei tehnici la bebelușii născuți prea devreme pentru a supraviețui s-a încheiat, după cunoștințele mele, în 1961 (6).medicii au început înregistrarea de la fătul de 45 de zile la 10 minute după operația care l-a separat de aportul de sânge matern și au continuat înregistrarea timp de aproape 90 de minute până la moartea completă a creierului, determinată de lipsa completă a activității EEG (4)., Deși poate fi surprinzător faptul că activitatea creierului fătului a continuat atât de mult timp după separarea de fluxul sanguin oxigenat al mamei sale, neuronii neonatali au mecanisme de protecție care îi ajută să supraviețuiască stresului metabolic și mediilor cu conținut scăzut de oxigen (7).

convins că dovezile pentru activitatea creierului uman la 45 de zile după concepție au fost puternice, am apelat la întrebarea a ceea ce putem învăța din aceste înregistrări EEG fetale.Electroencefalogramele (EEG) înregistrează activitatea electrică spontană generată de neuronii activi din creier., În general, creierul produce activitate electrică împărțită în două părți – componente ritmice simultane, adesea numite unde cerebrale și potențiale legate de evenimente, legate de stimularea senzorială sau de gândirea legată de sarcini. Oamenii de știință care observă un EEG nu pot spune ce gândește și ce simte o persoană, dar potențialele legate de evenimente arată că creierul simte și percepe mediul său. Potențialele evenimentelor sunt, de asemenea, ușor de detectat de pe scalp sau, în cazul unui copil nenăscut, de la electrozi de pe suprafața burții mamei sale., Din măsurarea externă, știm că un făt de 26 de săptămâni post-concepție răspunde la sunete cu potențiale legate de evenimente (8), dar limitările tehnice împiedică cercetătorii să obțină date clare la vârste gestaționale anterioare.în schimb, undele cerebrale pot fi greu de detectat folosind metode non-invazive. Când pot fi măsurate, anumite ritmuri ale undelor cerebrale pot indica starea de conștiință a unei persoane, de exemplu la adulți:

• activitatea undelor lente este observată în timpul somnului profund.,
• se observă explozii scurte de activitate ritmică de înaltă frecvență numită „axe de somn”

în timpul somnului mai ușor.activitatea ritmică mai rapidă poate fi observată în timpul mișcării și sarcinilor care necesită atenție.în cele din urmă, absența oricărei activități EEG indică moartea creierului.când Borkowski și Bernstine au studiat creierul fătului în vârstă de 45 de zile, au observat modele de activitate cerebrală pe care le-au descris ca fiind similare cu cele observate la fetușii mai în vârstă (6)., Fetușii care dezvoltă în mod normal, sugarii prematuri sănătoși și nou-născuții la termen prezintă două modele EEG principale: activitatea „discontinuă” și activitatea „trace-alternant” (9). Activitatea discontinuă este un amestec de activitate cu unde lente și explozii care seamănă cu potențialele legate de evenimente. Activitatea Trace-alternant se referă la explozii puternice de activitate electrică urmate de ritmuri multiple cu amplitudine ridicată. Oamenii de stiinta au afirmat că trace-alternant activitate reprezintă somn liniștit, și discontinuă activitate reprezintă starea de veghe sau rapid eye movement sleep (10)., În vârstă sugari prematuri arată mai mult trace-alternant activitate mult mai mic nou-născuții prematuri, sugerând că trace-alternant activitate crește cu maturitate fetală (11).

Din 1955 până în 1961, Borkowski și Bernstine studiat Undele dintr-un total de șase fetuși, în vârstă de 43 de zile la 120 de zile după concepție și eliminate în timpul sarcinii ectopice sau histerectomie. Bernstine a descris undele cerebrale (6):

„activitatea electrică a fost undele de joasă tensiune (10 până la 20 microvolți) care au apărut la ½ până la 2 pe secundă. Activitatea mai rapidă (2-8 valuri pe secundă) a fost prezentă aproape la fel de frecvent., Ritmul la opt până la douăsprezece valuri pe secundă a fost cu siguranță mai puțin frecvent, așa cum a fost activitatea la mai mult de douăsprezece valuri pe secundă.important, faptul că acești oameni de știință au observat mai multe tipuri de ritmuri arată că rețelele de neuroni au arătat mai mult de un model de activitate. Neuronii fetali nu au tras pur și simplu la întâmplare, ci s-au sincronizat cu neuronii vecini pentru perioade mici de timp. Mai mult, modelele de joasă tensiune, cu unde lente, seamănă cu somnul cu unde lente la adulți, dar nu este clar dacă acest lucru înseamnă că fătul dormea., În plus, medicii au făcut o observație specială la fătul în vârstă de 45 de zile (4):

„exploziile de activitate a undelor rapide (16 pe secundă) din cortexul superficial și structurile mai profunde ale trunchiului cerebral au fost observate în două ocazii. Aceste valuri seamănă cu axele de somn, așa cum se observă în electroencefalograma adultă.așa cum am menționat mai devreme, „axele de somn” apar frecvent în EEG-urile adulților în timpul somnului mai ușor. La adult, „axele de somn” se corelează cu întărirea conexiunilor dintre neuroni și pot ajuta la formarea amintirilor pe termen lung (12)., Este posibil ca acestea să servească același scop la făt; cu toate acestea, creierul fetal nu este pur și simplu un creier adult miniatural. Se dezvoltă din interior spre exterior. Mai exact, zonele subcortice profunde se dezvoltă mai întâi. Pe măsură ce cortexul începe să se dezvolte, formează mai întâi circuite interne. Proiecțiile anatomice din zonele subcortice până la cortex apar doar în al doilea trimestru. Proiecțiile care utilizează monoamine, cum ar fi dopamina și serotonina, se formează mai întâi între 12 și 16 săptămâni, iar proiecțiile excitatorii se formează mai târziu între 20 și 23 de săptămâni post-concepție (9)., Axele de somn apar de obicei din conexiunile reciproce dintre o structură subcorticală profundă – nucleul reticular talamic – și cortexul (13). Cu toate acestea, legătura dintre nucleul reticular talamic și cortex nu s-ar fi dezvoltat încă la un făt de 45 de zile. Având în vedere că înregistrările EEG fetale provin din zonele frontale și occipitale superficiale, aceste înregistrări prezintă probabil activitate provenind din regiuni cerebrale profunde juxtapuse cu activitate din circuitele corticale interne (5).,în cele din urmă, Borkowski și Bernstine și-au încheiat înregistrările după moartea creierului (4):

„toată activitatea electrică a creierului dispăruse complet în 91 de minute de la momentul ligării arterelor uterine.dacă absența activității creierului semnalează moartea creierului, atunci prezența activității creierului indică viața creierului. Știința arată clar că un individ uman unic se formează la concepție., Dacă prezența activității creierului indică o viață demnă de intervenție și protecție medicală la un om din afara uterului, atunci de ce nu justifică protecția și pentru un om din interiorul uterului?într-adevăr, activitatea creierului fetal poate începe cu mult înainte de 45 de zile de gestație. Învățarea despre viața și experiența tânărului făt este o vânătoare de măturători: oamenii de știință trebuie să reunească indicii din observațiile făcute în timpul sarcinilor și Situațiilor de urgență nesănătoase pentru a obține o perspectivă asupra dezvoltării sănătoase a copilului uman., În timp ce, ca mamă, sunt dornic să știu când copilul meu nenăscut începe să aibă activitate cerebrală, sunt și mai recunoscător că societatea noastră îi pasă mai mult de siguranța copilului nenăscut decât de avansarea cunoștințelor științifice. Pe măsură ce dezvoltăm noi tehnologii, putem învăța mult mai multe despre experiențele in utero ale fătului, dar prima prioritate trebuie să fie întotdeauna siguranța mamei și a copilului.Katrina Furth, Ph.D. este un neurolog și un savant asociat cu Institutul Charlotte Lozier.

1. 6 până la 7 săptămâni | prezentare prenatală . ., Disponibil la: http://www.ehd.org/dev_article_unit7.php
2. Gittenberger-De Groot AC, Jongbloed MRM, Poelmann RE. Dezvoltarea cardiacă normală și anormală. În: MD JHM, FRCP JIEHM, editori. Medicină Cardiovasculară Pediatrică . Wiley-Blackwell; 2012 . p. 1-22. Disponibil de la: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/9781444398786.ch1/summary
3. De Vries JIP, Visser GHA, Prechtl HFR. Apariția comportamentului fetal. I. aspecte calitative. Dev Zumzet Devreme. 1982 decembrie 30;7 (4): 301-22.
4. Borkowski WJ, Bernstine RL. Electroencefalografia fătului. Neurologie. 1955 Mai 1; 5 (5): 362.
5. Sadler, embriologia medicală a lui T. W. Langman ., Al 13-lea ed. Wolters Kluwer Sănătate; 2015 . Disponibil de la: http://archive.org/details/LangmansMedicalEmbryology13E2015GHANIM
6. Bernstine RL. Electrocardiografie fetală și electroencefalografie. Springfield, Ill: Thomas; 1961. 97 p.
7. Pfisterer U, Khodosevich K. supraviețuirea neuronală în creier: mecanisme specifice tipului de neuron. Moartea Celulelor Dis. 2017 Martie;8(3): e2643.
8. Draganova R, Eswaran H, Murphy P, Lowery C, Preissl H. Serial magnetoencephalographic studiul fatului si nou-nascutului auditive discriminativă răspunsurile evocate. Dev Zumzet Devreme. 2007 1 martie; 83 (3): 199-207.
9. Anderson AL, Thomason ME., Plasticitatea funcțională înainte de leagăn: o revizuire a imagisticii funcționale neuronale la fătul uman. Neurosci Biobehav Rev. 2013 Nov 1;37(9, Partea B):2220-32.
10. Thaler eu, Boldes R, Timor-Tritsch I. în Timp Real de Analiză Spectrală a Fatului EEG: O Nouă Abordare a Monitorizării Stări de Somn și Starea Fetală în timpul Travaliului. Pediatrr Rez. 2000 Sep;48 (3): 340-5.
11. André M, Lamblin M-D, d’Allest SUNT, Curzi-Dascalova L, Moussalli-Salefranque F, Nguyen A Tich S, et al. Electroencefalografia la sugari prematuri și pe termen lung. Caracteristici de dezvoltare și Glosar. Neurophysiol Clin Neurophysiol., 2010 Mai 1; 40 (2): 59-124.Holz J, Piosczyk H, Feige B, Spiegelhalder K, Baglioni C, Riemann D și colab. Sigma EEG și activitatea undelor lente în timpul somnului NREM se corelează cu consolidarea memoriei declarative și procedurale peste noapte. J Somn Res. 2012 Decembrie 1;21 (6): 612-9.
12. Gardner RJ, Hughes SW, Jones MW. Timpul diferențial al vârfului și dinamica fazei populațiilor reticulare talamice și prefrontale corticale neuronale în timpul axelor de somn. J Neurosci. 2013 noiembrie 20;33(47):18469-80.

Legenda figurii:

înregistrări EEG de la fătul de 45 de zile eliminat în timpul unei sarcini ectopice., Moartea cerebrală a avut loc ultima dată, la aproximativ 91 de minute după separarea de arterele uterine.