Vision and brain in adolescents with low birth weight

Abstract

Premature birth and pregnancy to term, but with intrauterine growth restriction (often manifesting as birth small for gestational age, SGA, at term), both represent suboptimal environments for the developing infant brain and eyes. Very low birth weight (VLBW,

The aims of this study, which is part of large interdisciplinary follow up study also including cognitive, psychiatric, paediatric and motor evaluation, as well as cerebral MRI, was threefold: to examine differences in visual functions between adolescents with VLBW, or SGA at term, compared to an age matched control group to explore how detected impairments affect other functions (e.g. motor ability) to search for a cerebral correlate to the impaired visual functions, by using magnetic resonance diffusion tensor imaging (DTI).

The study shows that the VLBW group was more likely to have poor visual acuity, reduced contrast sensitivity, poor convergence, strabismus, nystagmus, anisometropia, a need for new glasses and to have started with glasses earlier than the control group. The SGA group had a slight increase in hypermetropia, but did otherwise not differ from the control group. However, none of the participants were blind or had visual acuity

Both the SGA and the VLBW group had increased risk for motor problems, but these were affected by visual ability only in the VLBW group. Risk for motor problems were reduced by 25 % by controlling for poor visual acuity, but group still remained a significant factor. Visual impairments may cause motor problems, but it is also possible that cerebral damage may be the cause of simultaneous visual and motor problems.

Finally, using DTI, a positive correlation between visual acuity and the microstructure of white matter (reflecting axonal “healthiness”) was demonstrated in the splenium part of the corpus callosum. This part of the brain is responsible for the transhemispherical relay of visual data, and is particularly prone to injury in prematurity. However, it has not been regarded as an important factor for visual acuity in prematurity before.

Premature infants are greatly at risk for perinatal cerebral injury, due to an extreme vulnerability of several cerebral systems at a crucial time, when development is particularly fast and comprehensive. This is combined with very poor ability to maintain homeostasis, causing them to suffer infections, hypoxia, unstable blood pressure, undernourishment, among others, all pathological conditions which affect the developing brain negatively.

This study confirms that adolescents with VLBW have an increased risk of visual problems. Cerebral injury probably plays a major part in causing them.

Syn og hjerne hos ungdommer med lav fødselsvekt.

Forhold i svangerskapet og rundt fødselen har betydning for hvor godt vi fungerer på en rekke områder senere i livet. Dette gjelder ikke minst synet. For å kartlegge hvordan det går med synet til barn som fødes meget for tidlig (de som veier under 1500 g ved fødsel) og barn som fødes til termin med lavere fødselsvekt enn det forventede på grunn av dårlig ernæring i svangerskapet, har vi undersøkt synet til 14-åringer i disse to gruppene. Ungdommer i samme alder født til termin med normal fødselsvekt utgjorde kontrollgruppe.

Deltagerne i studien ble undersøkt av øyelege og fysioterapeut, og hjernens anatomi ble undersøkt med MR.

Studien viser at det synsmessig kan gjøre stor forskjell mellom å veie mindre enn 1500 g ved fødselen og å være født til termin med normal fødselsvekt. I gruppen med for tidlig fødte ungdommer hadde nesten hver tredje dårligere syn enn det normale for alderen sammenlignet med bare 4 % i kontrollgruppen. Blant de premature var det flere som hadde nedsatt evne til å skjelne små forskjeller i kontrast, og det var også vanligere med skjeling og dårlig samsyn.

Det var ikke større forekomst av nærsynthet eller langsynthet blant de premature. Derimot var det noe vanligere å trenge nye briller i prematurgruppen (53 %) enn i kontrollgruppen (34 %).

Et oppløftende funn var at ingen av ungdommene var blind eller synshemmet etter Verdens Helseorganisasjons kriterier. Tenåringer i gruppen født til termin med lavere fødselsvekt enn det normale hadde ikke øket risiko for synsproblemer.

Både de premature og ungdommene født til termin med lav fødselsvekt hadde økt forekomst av motoriske vansker. Da vi sammenlignet syn og motoriske evner, fant vi en sammenheng i prematurgruppen, men ikke i gruppen født til termin med lav fødselsvekt.

Mange av disse problemene med syn og motorikk kan bero på skader i hjernen på grunn av den for tidlige fødselen. Vi sammenlignet hjernens anatomi med synsdata og fant at det i prematurgruppen var en sammenheng mellom syn og anatomisk struktur av den midtre hjernebjelken (”corpus callosum”) som knyter sammen de to hjernehalvdelene. Hjernebjelken er et område som er spesielt utsatt for skade hos premature, men det har tidligere ikke vært vist så tydelig at skade i dette området har betydning for synet. Dessuten fant vi en sammenheng mellom skade på andre deler av hjernens synsbaner og syn i prematurgruppen