Keluk pertumbuhan otak yang normal bagi kanak-kanak mengalami gangguan otak, jangkitan dan kecederaan otak kanak-kanak

Keluk pertumbuhan otak yang normal bagi kanak-kanak mengalami gangguan otak, jangkitan dan kecederaan otak kanak-kanak

Di Amerika Syarikat, hampir setiap pandangan doktor pediatrik bermula dengan 3 dimensi: berat badan, ketinggian dan kawasan kepala. Berbanding dengan grafik pertumbuhan biasa kanak-kanak di seluruh negara, yang dikembangkan pada tahun 1970-an, bilangan anak muda dapat mengesahkan pertumbuhan biasa atau menawarkan standard analisis untuk menganalisis variasi dari kontur. Namun, otak, yang sangat relevan dengan pertumbuhan anak, hanya dimaksudkan dalam dimensi ini.

Kawasan kepala mungkin menunjukkan masalah pertumbuhan kepala, yang mungkin lebih diperiksa untuk mengetahui apakah ada masalah dengan dimensi otak atau cairan tambahan. Tetapi pada masa ini, di zaman pengimbasan otak yang tidak invasif seperti pencitraan getaran magnetik (MRI), dapatkah para saintis membuat grafik kontur pertumbuhan yang stabil untuk otak?

Itulah kekhawatiran Steven Schiff, Profesor Kejuruteraan Brush Chair di Penn State, dan kumpulan kajiannya yang terdiri daripada pelbagai institusi yang ingin menanggapi. Mereka mengeluarkan hasilnya hari ini (9 Julai) di Jurnal Neurosurgeri, Pediatrik.

"Penyelidikan ukuran otak juga mempunyai sejarah yang sangat malang, kerana sering digunakan untuk membuktikan secara ilmiah satu jantina atau bangsa atau budaya orang lebih baik daripada yang lain," kata Schiff, dan juga guru penyelidikan ilmiah reka bentuk dan juruteknik di Kolej Kejuruteraan dan bedah saraf di College ofMedicine "Dalam makalah ini, kita membincangkan penyelidikan yang berlangsung sekitar 150 tahun dan kemudian melihat apa yang benar-benar diberitahu oleh data kumpulan masa kini."

Para saintis meneliti 1,067 imbasan otak 505 kanak-kanak yang sihat dan seimbang, berusia 13 hari hingga 18 tahun, dari MRIR Depositori Pediatrik Institut Kesihatan Nasional (NIH) Untuk memastikan contoh gambaran yang popular di seluruh jenis kelamin, bangsa, keadaan sosioekonomi dan tempat geografi , imbasan MRI dilakukan secara berurutan selama bertahun-tahun di kemudahan perubatan dan institusi klinik di California, Massachusetts, Missouri, Ohio, Pennsylvania dan Texas Untuk membuat hasil tertentu yang disesuaikan, seseorang dikembangkan sebagai kawalan dan diperiksa di setiap laman web.

"Kajian mengenai ukuran dan pertumbuhan otak mempunyai sejarah yang panjang dan kontroversial — bahkan di era MRI, kajian yang menentukan corak pertumbuhan volume otak yang normal sering kali meliputi ukuran sampel yang kecil, teknologi algoritma terhad, liputan yang tidak lengkap mengenai rentang usia pediatrik dan masalah lain, ”Kata penulis awal Mallory R. Peterson, seorang murid Negeri Penn yang menuntut kedoktoran dalam penyelidikan saintifik reka bentuk dan juruteknik di Kolej Kejuruteraan dan tahap klinikal di Kolej Perubatan. Dia memperoleh gelar sarjana dalam reka bentuk bioperubatan dari Penn State pada tahun 2016. "Kajian-kajian ini tidak membahas hubungan antara pertumbuhan otak dan cairan serebrospinal secara mendalam. Dalam makalah ini, kami menyelesaikan kedua-dua masalah ini. "

Pencarian awal yang mengejutkan, menurut Schiff dan Peterson, adalah perbezaan kuantiti otak antara lelaki dan anak perempuan Walaupun setelah berubah untuk dimensi badan, lelaki menunjukkan jumlah otak yang lebih besar - namun perincian kerangka otak tidak berbeza dalam dimensi antara jantina, tidak juga keupayaan kognitif.

"Jelas, perbezaan berdasarkan jenis kelamin tidak memperhitungkan kecerdasan - kami sudah lama mengetahui hal itu, dan ini tidak menunjukkan yang berbeza," kata Schiff. “Yang penting di sini ialah terdapat perbezaan bagaimana otak anak lelaki dan perempuan tumbuh. Semasa anda mendiagnosis atau merawat kanak-kanak, kita perlu tahu kapan otak anak tidak tumbuh secara normal. "

Pencarian ke-2 hanyalah satu persamaan yang mencolok berbanding dengan perbezaan.

"Terlepas dari jenis kelamin atau ukuran anak, kami tiba-tiba mendapati bahawa nisbah antara ukuran otak anak dan jumlah cairan di dalam kepala - cairan serebrospinal - adalah universal," Schiff mendakwa. "Cairan ini mengapung dan melindungi otak, melayani berbagai fungsi ketika mengalir melalui otak. Walaupun kita belum pernah mengenali nisbah normal yang ketat ini, hubungan cecair ke otak ini adalah persis seperti yang kita cuba atur ketika kita merawat anak-anak dengan kelebihan cecair dalam keadaan hidrosefalus.

Para saintis bersiap untuk terus memeriksa bahagian dan ciri prospeknya, bersama dengan peranti tersembunyi, pada kanak-kanak dan sepanjang hayat.

"Sifat universal yang jelas dari nisbah cairan otak-otak yang bergantung pada usia, tanpa mengira jantina atau ukuran badan, menunjukkan bahawa peranan nisbah ini menawarkan cara baru untuk mencirikan keadaan yang mempengaruhi otak kanak-kanak," Peterson mendakwa.

Para saintis juga membuat perbahasan sejarah mengenai masalah temporal wattle, menurut Schiff Setelah berusia 2 tahun, bahagian kiri kerangka otak ini - di mana ciri bahasa biasanya tempatan - jelas lebih besar daripada sisi yang sesuai sepanjang masa kanak-kanak. wattle yang disebut hippocampus, yang boleh menjadi sumber epilepsi, lebih besar di sebelah kanan daripada kiri kerana ia berkembang sepanjang masa kanak-kanak.

"Keluk pertumbuhan normal ini untuk struktur kritikal yang sering terlibat dalam epilepsi akan membantu kita menentukan kapan struktur ini rosak dan lebih kecil daripada normal untuk usia," kata Schiff.

Teknik ini untuk pertumbuhan otak yang normal sepanjang masa kanak-kanak dapat membantu para saintis memahami normal dari kehilangan kuantiti yang terlalu banyak sepanjang jangka masa yang akan datang, menurut Schiff.

"Volume otak memuncak pada masa pubertas," Schiff mendakwa. "Ia kemudian menurun seiring bertambahnya usia, dan penurunannya lebih cepat pada orang dengan jenis demensia tertentu. Sekiranya kita dapat memahami pertumbuhan otak dan nisbah otak dengan cairan pada setiap usia dengan lebih baik, kita tidak hanya dapat memperbaiki bagaimana kita mendiagnosis keadaan klinikal, tetapi juga bagaimana kita mengobatinya. "