Prenatale stress verandert hersenverbindingen

De tijd die baby's doorbrengen in de baarmoeder is verre van nutteloos. Het brein verandert in deze periode sneller dan op enig ander moment in de ontwikkeling. Het is een actieve tijd voor de foetus om te groeien en te verkennen, en natuurlijk om contact te maken met zijn moeder. En nieuw bewijs uit in-utero foetale hersenscans toont voor de eerste keer aan dat deze verbinding de ontwikkeling van de hersenen rechtstreeks beïnvloedt: de stress van een moeder tijdens de zwangerschap verandert de neurale connectiviteit in de hersenen van haar ongeboren kind.

“Men heeft lang gedacht dat de stress van een moeder tijdens haar zwangerschap de hersenen van haar kind in ontwikkeling kan beïnvloeden", zegt Moriah Thomason van Wayne State University die deze nieuwe studie presenteerde tijdens de 25e bijeenkomst voor de Cognitive Neuroscience Society in Boston. "Ondanks het duidelijke belang van dit tijdsbestek, beschikken we momenteel over heel weinig inzicht in hoe functionele macroscale neurale netwerken zich opbouwen tijdens deze kostbare tijd in het menselijk leven, of wat de relevantie hiervan is voor toekomstige menselijke gezondheid en ontwikkeling."

Deze prenatale studie maakt deel uit van een groeiend aantal onderzoeken om beter te begrijpen hoe het menselijk brein zich ontwikkelt gedurende zijn hele leven, van foetus tot later. "We zijn geïnteresseerd in hoe een menselijk brein in de loop van de tijd zich opbouwt tot volwassenheid”, zegt Nim Tottenham van de Columbia University. Haar werk richt zich op het identificeren van gevoelige perioden van hersenontwikkeling vanaf de kindertijd tot de adolescentie. Ze zat een een sessie voor over nieuwe bevindingen in de hersenontwikkeling tijdens de CNS-bijeenkomst: "De gesprekken zijn gericht op het overbruggen van de lange hersenontwikkeling."

Het veranderend foetale brein

Onderzoek bij pasgeborenen en oudere kinderen om prenatale invloeden te begrijpen is verwarrend door de postnatale omgeving, legt Thomason uit. Maar de recente vooruitgang in foetale beeldvorming stelde haar en haar team in staat om inzicht te krijgen in een kritieke periode in de hersenontwikkeling die nog nooit eerder was onderzocht.

Met behulp van foetale rusttoestand-fMRI onderzochten ze de functionele connectiviteit bij 47 menselijke foetussen die werden gescand tussen de 30e en 37e week. De onderzoekers rekruteerden de deelnemende moeders uit een stedelijke omgeving met weinig middelen en veel stress, met veel meldingen van hoge niveaus van depressie, angstgevoelens en zorgen.

Ze vonden dat moeders die veel stress rapporteerden foetussen hadden met een verminderde efficiëntie in de organisatie van hun neurale functionele systemen. Het is de eerste keer dat beeldvorming een directe invloed van maternale stress op de foetale hersenontwikkeling heeft laten zien, onafhankelijk van invloeden van de postnatale omgeving.

"De grootste sensatie is dat we hebben aangetoond wat al lang is getheoretiseerd, maar nog niet is waargenomen bij een mens, wat betekent dat de stress van een moeder tijdens haar zwangerschap wordt weerspiegeld in de eigenschappen van de zich ontwikkelende hersenen van haar kind," zegt Thomason. De gegevens suggereren dat de hersenen zich niet ontwikkelen in een reeks van eenvoudige systemen (bijv. zicht, motor) tot meer complexe systemen van hoge orde, maar in plaats daarvan eerst de gebieden ontwikkelen die het meest kritisch zijn bij het overbruggen van systemen.

De onderzoekers ontdekten dat het cerebellum een centrale rol speelde in de waargenomen effecten, wat suggereert dat het vooral kwetsbaar kan zijn voor de effecten van prenatale stress of stress in het vroege leven. Het cerebellum heeft de hoogste dichtheid van glucocorticoïde-receptoren, die betrokken zijn bij stressreacties, dan enige andere plaats in de hersenen. Thomason en haar team zijn van plan om dit verder te onderzoeken als een mogelijk mechanisme voor de stressreacties die ze hebben waargenomen.

Hoewel het nemen van hersenscans in-utero een uitdaging is - in de allereerste plaats vanwege de altijd bewegende baby's - is werken met aanstaande moeders behoorlijk lonend, zegt Thomason. "Veel van onze moeders zijn geïnteresseerd in deelname aan dit onderzoek, niet vanwege zorgen die ze tijdens hun zwangerschap hebben," zegt ze, "maar omdat ze de verhoogde kwetsbaarheid van het ontluikende menselijk leven waarderen, en dit is een kans om andere mensen te helpen. vrouwen die misschien niet hetzelfde fortuin hebben in hun omstandigheden. "

Verbanden leggen naar volwassenheid

Cognitieve neurowetenschappers zijn vooral geïnteresseerd in het begrijpen van gevoelige perioden waarin de omgeving de grootste invloed heeft op toekomstige hersenfuncties. Om dergelijke periodes te identificeren, heeft Tottenham van de Columbia University zich toegelegd op verbindingen tussen de prefrontale cortex (PFC) en de amygdala. "Een meerderheid van ontwikkelingsveranderingen tijdens de kindertijd en de adolescentie zijn de veranderingen in verbindingen," legt ze uit. "We hebben ons grotendeels gericht op de verbindingen tussen de amygdala en de prefrontale cortex vanwege de zeer grote veranderingen die we daar hebben waargenomen in de kindertijd en adolescentie en hun centrale rol in emotioneel gedrag."

Bij het bestuderen van wakkere kinderen vanaf 4 jaar, identificeerden Tottenham en collega's ontwikkelingsperioden van de communicatie tussen de amygdala en de PFC anders dan bij volwassenen. De verbindingen ontwikkelen zich heel langzaam tijdens de kindertijd, met een dramatische verschuiving naar het einde van de kindertijd, wanneer de overgang naar de adolescentie meer volwassenachtige kenmerken krijgt. Als we naar toevallige milieu-evenementen in de kindertijd kijken, hebben de onderzoekers ook gegevens gevonden die suggereren dat amygdala-mediale PFC-verbindingen zeer beïnvloedbaar zijn door externe krachten.

"Het menselijk brein is ontworpen om te leren van de omgeving, dit is te danken aan de lange periode van de kindertijd, kindertijd en adolescentie waar mensen van genieten", zegt Tottenham. "Wat me het meest verbaasd heeft over het ontwikkelend brein is, dat het niet gewoon een onvolwassen versie is van het volwassen brein, maar in plaats daarvan ontworpen is om samen te werken met de verwachte veiligheid van de omgeving."

Inderdaad, zegt Thomason: "We moeten het ontwikkelende brein in zijn context beschouwen, nadenken over de rol van het milieu in het vormgeven van de hersenen. Het is een verlangen dat ons inspireert om gezonde hersenontwikkeling te bevorderen, om ons af te vragen wat we kunnen doen voor kinderen in verschillende levensstijlen, kansen en leeromstandigheden.

Vertaling: Andre Teirlinck