Funkcijska možganska omrežja in kognitivni izhod po perinatalni možganski kapiKavčič, Alja (Avtor) Soltirovska Šalamon, Aneta (Mentor) Funkcijska možganska omrežjaperinatalna možganska kapkognicijaelektroencefalografijaotroška nevrologijaNamen: Z raziskavo smo najprej želeli ovrednotiti uporabnost visokogostotne elektroencefalografije (EEG) za analizo funkcijskih možganskih omrežij pri otrocih in mladostnikih. Nato smo poskušali ugotoviti, ali funkcijska povezljivost, pridobljena s pomočjo EEG, odraža spremembe možganskih omrežij po perinatalni možganski kapi. Naš končni cilj pa je bil proučiti kognitivni izhod otrok s perinatalno možgansko kapjo in opredeliti odnos med značilnostmi funkcijskih možganskih omrežij in specifičnimi kognitivnimi sposobnostmi. Hipoteze: 1. Funkcijska možganska omrežja, pridobljena s pomočjo EEG, odražajo dozorevanje osrednjega živčevja v zgodnjem življenjskem obdobju. 2. Funkcijska možganska omrežja otrok po perinatalni kapi bodo imela daljšo značilno dolžino poti, nižjo globalno učinkovitost, nižji koeficient kopičenja, nižjo modularnost, nižji indeks majhnih svetov in nižjo interhemisferično moč. 3. Slabši kognitivni izhod bo povezan z daljšo značilno dolžino poti, nižjo globalno učinkovitostjo, nižjim koeficientom kopičenja, nižjo modularnostjo, nižjim indeksom majhnih svetov in nižjo interhemisferično močjo. Metode: V prvem delu raziskave smo analizirali dve podatkovni bazi visokogostotnih EEG-posnetkov v mirni budnosti pri otrocih in mladostnikih brez znanih nevroloških obolenj. Posneli smo 64-kanalni EEG in izračunali funkcijske konektome pri 27 udeležencih, starih 5–18 let. Za ovrednotenje naših rezultatov smo uporabili javno dostopne podatke in izračunali funkcijske konektome iz 128-kanalnih EEG-posnetkov 86 posameznikov, starih 6–18 let. Proučevali smo konektome na podlagi funkcijske povezljivosti v alfa-, beta- in thetafrekvenčnem pasu. V drugem delu študije smo z enako metodologijo raziskovali funkcijska možganska omrežja pri 12 otrocih po perinatalni možganski kapi, starih 5–14 let, in pri 16 otrocih brez znanih nevroloških obolenj. Vsak posameznik iz testne skupine je bil primerjan z več posamezniki iz kontrolne skupine, upoštevajoč ujemanje po spolu in starosti. Za vsakega posameznika smo izračunali funkcijski konektom v alfafrekvenčnem pasu in nato primerjali značilnosti funkcijskih omrežij med skupinama. Proučevali smo značilnosti celotnega možganskega omrežja ter omrežij posameznih hemisfer kot tudi korelacijo med prostornino poškodbe in značilnostmi funkcijskih omrežij. V zadnjem delu raziskave smo analizirali spremembe funkcijskih možganskih omrežij po perinatalni možganski kapi in korelacijo posameznih omrežnih značilnosti s kognitivnimi sposobnostmi. Z enako metodologijo smo analizirali konektome 24 otrok po perinatalni možganski kapi in jih primerjali s 24 konektomi otrok brez znanih nevroloških obolenj. Vsi udeleženci so opravili psihološko testiranje z namenom ocene kognitivnih sposobnosti in primanjkljajev na specifičnih področjih. Po zbiranju podatkov smo primerjali značilnosti funkcijskih možganskih omrežij in rezultate psiholoških testiranj med skupinama ter proučevali povezavo med značilnostmi omrežij in specifičnimi kognitivnimi sposobnostmi. Rezultati: Raziskava funkcijskih možganskih omrežij pri zdravih otrocih in mladostnikih je pokazala, da z odraščanjem v možganskih omrežjih poraščajo značilna dolžina poti, koeficient kopičenja in interhemisferična moč. Spremembe so bile prisotne v alfa- in betafrekvenčnem pasu. Opažali smo tudi porast vrednosti vrha alfa frekvence s starostjo. Ob proučevanju funkcijskih možganskih omrežij po perinatalni možganski kapi smo ugotavljali, da omrežja ostanejo spremenjena leta po poškodbi v novorojenčkovem obdobju. Možganska omrežja po perinatalni možganski kapi so kazala znake večje segregacije z višjim koeficientom kopičenja in indeksom majhnih svetov, a hkrati slabše modularne organizacije omrežja. Višje vrednosti značilne dolžine poti in interhemisferične moči po perinatalni možganski kapi odražajo večjo funkcijsko povezljivost na nivoju celotnega omrežja in na nivoju znotraj- ter medhemisferičnih povezav. Kar se tiče kognitivnih sposobnosti, so otroci po perinatalni možganski kapi imeli v povprečju nižji inteligenčni kvocient (IQ), nižjo hitrost procesiranja informacij, slabši delovni spomin, slabšo vidno-motorično integracijo in so dosegli večje število napak (omisij, komisij in perservacij) na kontinuiranem testu pozornosti v primerjavi s sovrstniki brez nevroloških obolenj. Modularnost omrežja je pozitivno sovpadala z vrednostjo IQ in s hitrostjo procesiranja informacij. Omrežne mere, ki odražajo segregacijo omrežja, so bile povezane z določenimi kognitivnimi primanjkljaji. Koeficient kopičenja je negativno sovpadal z IQ in impulzivnim odločanjem (število perservacij na kontinuiranem testu pozornosti). Omrežni meri, ki odražata stopnjo funkcijske povezljivosti (značilna dolžina poti in interhemisferična moč), pa sta pozitivno sovpadali z impulzivnim odločanjem na kontinuiranem testu pozornosti. Zaključki: Naša raziskava potrjuje, da se spremembe funkcijskih možganskih omrežij lahko zaznavajo s pomočjo visokogostotne EEG. Dokazali smo, da so funkcijska možganska omrežja po perinatalni možganski kapi dolgotrajno spremenjena in da so spremembe prisotne na nivoju celotnega možganskega omrežja kot tudi na nivoju posameznih hemisfer. Otroci s perinatalno možgansko kapjo imajo manj izraženo organizacijo možganskega omrežja v podenote (module) ter višjo medhemisferično, znotrajhemisferično in globalno funkcijsko povezljivost. Ugotavljali smo tudi, da različne značilnosti možganskih omrežij sovpadajo z določenimi kognitivnimi sposobnostmi. Posamezniki z bolj modularno organizacijo funkcijskih možganskih omrežij so imeli višji IQ in višjo hitrost procesiranja informacij. Posamezniki z večjo segregacijo in večjo funkcijsko povezljivostjo znotraj možganskih omrežij pa so izražali nagnjenost k impulzivnemu odločanju.20242025-01-07 09:54:58Doktorsko delo/naloga166307sl