Effects of Preterm Birth on Cortical Gyrification and IQ in Adults

Abstract

Prematur fødsel har blitt assosiert med ulike uhensiktsmessige utfall i den nevrologiske utviklingen, inkludert lavere intelligensskårer. Kortikal folding, eller gyrifisering, er en lite forstått strukturell egenskap av korteks som er antatt å være essensiell for optimal kortikal konnektivitet og dermed intellektuell funksjon. Denne studien undersøkte endringer i gyrifisering i en voksen kohort av prematurt fødte sammenlignet med en voksen kohort av terminfødte kontroller, og hvorvidt disse endringene var relatert til IQ-skårer. Forsøkspersonene ble skannet med strukturell MR, og IQ-testet ved bruk av WAIS-III. FreeSurfer Software ble brukt for overflatebasert beregning av gyrifiseringsindeksen, og verdiene ble laget til kortikale kart. Generelle lineære modeller ble deretter brukt for å undersøke forskjeller i gyrifisering mellom gruppene, og relasjon mellom gyrifisering og IQ i den premature gruppen. Resultatene viste at den premature gruppen hadde signifikant lavere gyrifisering i flere kortikale områder, inkludert i et område rundt den Sylviske spalte bilateralt, et prefrontalt område bilateralt, i tillegg til i precuneus, cuneus og i pericalcarine sulcus bilateralt. Disse avvikene var moderat korrelert med forskjeller i IQ-skårer, men korrelasjonene var ikke statistisk signifikante. Da disse resultatene er uforenelige med mye av den eksisterende litteraturen på dette området blir den funksjonelle rollen til gyrifisering av korteks diskutert i denne hovedoppgaven. I tillegg blir metodologiske svakheter i denne oppgaven og i den eksisterende litteraturen på gyrifisering, prematuritet og intelligens fremhevet, for å videre forstå de inkonsistente funnene i litteraturen og for å foreslå retninger for fremtidig forskning.

Preterm birth has been associated with a number of adverse neurodevelopmental outcomes, including lower intelligence scores. Cortical folding, or gyrification, is a poorly understood structural feature of the cortex which has been hypothesised to be essential for optimal cortical connectivity and therefore intellectual performance. The current study investigated alterations in gyrification in an adult cohort of preterm born compared to an adult cohort of term-born controls, and whether these alterations were related to IQ scores. The subjects underwent structural MRI scanning, and their IQ scores were assessed using WAIS-III. The FreeSurfer Software was used for surface-based calculation of the gyrification index, and cortical maps of these values were constructed. General linear models were then used to investigate differences in gyrification between the groups, and the relation to IQ scores. The results showed that the preterm group had significantly lower gyrification in several cortical regions, including in a cluster centralised around the Sylvian fissure bilaterally, a cluster in the prefrontal area bilaterally, as well as in the precuneus, the cuneus and the pericalcarine sulcus bilaterally. Gyrification in the preterm group was moderately correlated with IQ scores, however the correlations were not statistically significant. As this result is inconsistent with a significant amount of existing literature, the potential functional consequences of gyrification is discussed in this thesis. In addition, methodological limitations of the current study and in existing research on gyrification, prematurity and intelligence is highlighted, in order to understand the inconsistent findings in the literature and suggest directions for future research.