IQ, executive functions and brain findings in very low birth weight (VLBW) children and young adults
Abstract
IQ, eksekutive funksjoner og hjernefunn hos barn og unge voksne født
prematurt med veldig lav fødselsvekt
Medisinske fremskritt innen nyfødtmedisin har ført til økt overlevelsesrate av prematurt fødte
barn de siste to tiår. Majoriteten av de mest umodne og sykeste for tidlig fødte spedbarna som
før døde, overlever nå nyfødtperioden. Dette er gode nyheter, men dessverre må noen av
barna betale en høy pris med hjerneskader og vedvarende avvik i hjerneutvikling. De
prematurt fødte barna løper en større risiko for å utvikle alvorlige sekveler som
utviklingshemming og cerebral parese (CP). I tillegg har de økt risiko for reduserte kognitive
evner som blant annet kan lede til lærevansker, oppmerksomhets- og eksekutive vansker samt
en økt prevalens av psykiske lidelser. Insidensen av alvorlige fokale hjerneskader som store
intraventrikulære blødninger og cystisk periventrikulær leukomalasi (PVL) er redusert ved
forbedret medisinsk behandling av syke for tidlig fødte spebarn, men fortsatt har de økt risiko
for å få hjerneskader som oppstår før, under eller etter fødselen hvor både hvit substans,
gråsubstans og subkortikale strukturer kan bli negativt påvirket. Disse skadene oppstår som
resultat av en kompleks og sammensatt prosess som påvirker nevronenes vandring og
modning, samt nervebaner og hjernens nettverk. Denne formen for hjerneskade er ofte diffus
og utstrakt og beskrives i litteraturen som «Encephalopathy of prematurity».
Kognisjon, målt med bruk av standardiserte nevropsykologiske tester og intelligenskvotient
(IQ), har vist seg å være et robust mål på et individs intelligens og kognitive evner. Reduserte
evner, eller problemer innen ulike eksekutive funksjoner, være seg arbeidsminne,
hukommelse, oppmerksomhet eller evne til å organisere og planlegge, kan ha store
innvirkninger på et menneskes liv både innen utdanningsløpet, innen arbeidslivet og sosialt.
Oppfølgingsstudier knytter mange av disse vanskene opp til ulike hjerneavvik samt kliniske
variabler som gestasjonsalder, fødselsvekt og sykelighet i nyfødtperioden hos for tidlig fødte.
Dette doktorgradsarbeidet består av to studier som inkluderer to ulike kohorter bestående av
prematurt fødte med svært lav fødselsvekt (≤1500 gram) inkludert jevnaldrende terminfødte
kontroller. Det er produsert 2 artikler fra hver av studiene.
Den ene kohorten er en del av en studiepopulasjon som er fulgt fra 80-tallet i en longitudinell
studie, og deltakerne var mellom 18 og 20 år da datamaterialet benyttet i denne studien ble
samlet inn (totalt 55 VLBW og 81 kontroller). Den andre kohorten er født etter år 2000 og var
mellom 4 og 10 år da de ble testet for første gang. De to kohortene er født med nesten 20 års
mellomrom, og ett av avhandlingens mål var å undersøke hvordan forbedret nyfødtmedisin
kan ha virket inn på kognitive funksjoner og hjernefunn hos prematurt fødte med svært lav
fødselsvekt.
For de unge voksne premature var vi interesserte i å observere om de opplevde å ha mer
problemer i hverdagen enn sine jevnaldrende terminfødte. Vi benyttet et
selvrapporteringsskjema, BRIEF-A, for å kartlegge deres egen opplevelse av hverdagens krav
som omfatter eksekutive funksjoner. Vi fant at det var lite samsvar mellom testresultater på
eksekutive tester og mengden opplevde vansker, og spekulerer på om dette kan ha ulike
årsaker som underrapportering eller manglende evne til å observere egne evner. Et annet
alternativ er at selvrapportering ved bruk av BRIEF-A ikke er et godt mål til å fange opp disse
reduserte evner innen eksekutive funksjoner funnet ved bruk av nevropsykologiske tester.
Den samme gruppen unge voksne premature skåret lavere på de fleste av de
nevropsykologiske tester av eksekutive og oppmerksomhets funksjoner i et massivt testbatteri. Positive korrelasjoner ble funnet mellom eksekutive funksjoners domeneskåre og
hjerneoverflate i medial frontale områder.
I populasjonen med førskole og skolebarn (totalt 37 VLBW og 104 kontroller) i studie 2 fant
vi, som hos de unge voksne, reduserte kognitive evner med lavere IQ, men det er viktig å
nevne at VLBW barna hadde en gjennomsnitts IQ som var innen normalområdet. De
premature barna hadde mindre overflate areal i frontale, temporale og parietale områder i
hjernebarken samt tykkere områder i frontale og occipitale deler av hjernen sammenlignet
med de terminfødte barna. Økt overflateareal var forbundet med økt IQ i begge grupper, og
hos VLBW barna var økt tykkelse av hjernebark frontalt og tynnere hjernebark temporoparietalt
forbundet med lavere IQ skårer. Korrelasjonene mellom IQ og
hjernebarkforandringer var ikke signifikante i VLBW gruppen, mest sannsynlig på grunn av
liten størrelse på studie populasjonen. De premature barna hadde også redusert volum i ulike
hjernestrukturer og økt volum av ventrikkelsystemet sammenlignet med kontrollene. Kun
volumet av bakre deler av corpus callosum korrelerte med gestasjonsalder, ingen andre
volumer korrelerte med de kliniske variablene. Det var heller ingen korrelasjon mellom IQ og
volumer verken i VLBW gruppen eller hos de terminfødte. Vi fant også indikasjoner på en
endret mikrostruktur i hvit substans i VLBW gruppen ved bruk av diffusjonsvektede
hjernebilder. VLBW barna hadde signifikant økt aksial diffusjon i superior longitudinal
fasciculus og arcuate fasciculus. Også andre nervebaner var endret med økt radial- og
gjennomsnitts diffusjon i VLBW gruppen, men gruppeforskjellene i disse banene overlevde
ikke korreksjon for multiple sammenligninger.
Resultatene fra denne avhandlingen indikerer at forbedret nyfødtmedisin og endringer i
prosedyrene i nyfødtperioden har ført til økt overlevelsesrate og synes også å ha hatt positiv
innvirkning på modningen av hjernens banesystemer. Robuste funn vedrørende vedvarende
kortikale avvik og reduserte subkortikale volumer i begge VLBW kohortene indikerer at den
umodne hjernen fortsatt er sårbar for effekten av prematur fødsel og medisinske problemer
tidlig i livet.
Has parts
Paper 1: Sølsnes, Anne Elisabeth; Skranes, Jon Sverre; Brubakk, Ann-Mari; Løhaugen, Gro. Executive functions in very-low-birth-weight young adults: A comparison between self-report and neuropsychological test results. Journal of the International Neuropsychological Society 2014 ;Volum 20.(5) s. 506-515 - Is not included due to copyright avialable at http://dx.doi.org/10.1017/S1355617714000332Paper 2: Heidi Furre Østgård, Anne Elisabeth Sølsnes, Lars Morten Rimol, Knut-Jørgen Bjuland, Marit Martinussen, Ann-Mari Brubakk, Asta Kristine Håberg, Jon Skranes, Gro Christine Christensen Løhaugen Executive function relates to changes in frontal and temporal cortices in very-lowbirth- weight late teenagers
Paper 3: Sølsnes, Anne Elisabeth; Grunewaldt, Kristine Hermansen; Bjuland, Knut Jørgen; Stavnes, Elisabeth Mellemstrand; Bastholm, Iren Aina; Aanes, Synne; Østgård, Heidi Furre; Håberg, Asta; Løhaugen, Gro; Skranes, Jon Sverre; Rimol, Lars Morten. Cortical morphometry and IQ in VLBW children without cerebral palsy born in 2003-2007. NeuroImage: Clinical 2015 ;Volum 8. s. 193-201 http://dx.doi.org/10.1016/j.nicl.2015.04.004 This is an open access article under the (CC BY-NC-ND 4.0)
Paper 4: Sølsnes, Anne Elisabeth; Sripada, Kam; Yendiki, Anastasia; Bjuland, Knut Jørgen; Østgård, Heidi Furre; Aanes, Synne; Grunewaldt, Kristine Hermansen; Løhaugen, Gro; Eikenes, Live; Håberg, Asta; Rimol, Lars Morten; Skranes, Jon Sverre. Limited microstructural and connectivity deficits despite subcortical volume reductions in school-aged children born preterm with very low birth weight.. NeuroImage 2015 http://dx.doi.org/10.1016/j.neuroimage.2015.12.029 This is an open access article under the(CC BY-NC-ND 4.0)