Abstract

CONTEXT ȘI SCOP: Deși se știe că alăptarea promovează dezvoltarea sănătoasă a creierului la copii, efectele potențiale ale formulelor care diferă în mod substanțial în compoziție (de exemplu, pe bază de lapte versus pe bază de soia) în timpul copilăriei asupra dezvoltării creierului sunt neclare.

creierului

MATERIALE ȘI METODE: Șaptezeci și unu de copii în vârstă de 8 ani care au fost alăptați în mod predominant, hrăniți cu lapte sau formula de soia hrăniți în copilărie au fost recrutați pentru o examinare imagistică a creierului de către RM și pentru un Inventar de evaluare a comportamentului evaluării funcției executive (completat printr-un chestionar către părinţi). Caracteristicile corticale cerebrale măsurate din imagistica MR, cum ar fi grosimea corticală și suprafața, au fost extrase și comparate între grupuri și corelate cu scorurile de testare a Inventarului Evaluării Comportamentului funcțiilor executive.

REZULTATE: Clusterele din lobii frontali și occipitali au prezentat diferențe semnificative (P ≤ 0,05, corecționate pentru comparații multiple) în grosimea corticală sau suprafața dintre cele 3 grupuri de dietă. Efectele au fost mai proeminente pentru băieți, în special pentru comparația cu formula de lapte hrănită cu băieții hrăniți cu formula de soia. Evaluările funcției și comportamentului executiv au arătat scoruri semnificativ mai scăzute ale evaluării comportamentului de evaluare a comportamentului în grupurile hrănite cu formulă de soia față de grupurile hrănite cu formulă de lapte, care au fost atribuite în principal diferențelor la băieți. Nu au existat diferențe între grupurile hrănite cu lapte și grupurile alăptate pentru ambele sexe. Grosimea corticală medie pentru mai multe grupuri din creier care prezintă dieta sugarilor - efectele asociate s-au corelat semnificativ cu evaluarea comportamentului Inventarul scorurilor funcției executive.

CONCLUZII: Alegerile dietelor pentru sugari (de exemplu, alăptate, hrănite cu lapte, hrănite cu soia) pot avea efecte pe termen lung și specifice sexului asupra dezvoltării corticale și funcției executive și comportamentului creierului copiilor.

ABREVIERI:

Dietele pentru sugari pot avea efecte de lungă durată asupra anatomiei și funcției creierului și a rezultatelor neurocomportamentale, prin mecanisme de programare care rămân a fi pe deplin elaborate. În acest studiu, am emis ipoteza că există diferențe structurale în cortexul cerebral al copiilor de vârstă școlară care sunt asociați cu tipul de dietă în perioada copilăriei, adică laptele matern, formula de lapte de vacă sau formula de soia. De asemenea, am emis ipoteza că aceste diferențe ale structurii creierului sunt asociate cu diferențe de comportament, în special, funcționarea executivă raportată de părinți. Pentru a testa ipoteza, am recrutat copii sănătoși în vârstă de 8 ani, care au fost alăptați predominant (BF), hrana cu lapte de vacă (MF) sau hrana cu soia (SF) în primul an de viață și le-am evaluat dezvoltarea corticală a creierului folosind Imagistica MR și funcția și comportamentul lor executiv folosind evaluarea Behavior Rating Inventory of Executive Function (BRIEF). Mai exact, am măsurat grosimea corticală a creierului și aria de suprafață, precum și reglarea comportamentală și indicii de metacogniție și alte subscale BRIEF și am comparat acei parametri între cele 3 grupuri de dietă. De asemenea, am testat dacă există corelații semnificative între acești parametri de imagistică MR și scorurile scurte ale testelor, indiferent de grupul de dietă pentru sugari.

MATERIALE ȘI METODE

Subiecte

Informații demografice ale copiilor de 8 ani care participă la studiu

Achiziționarea datelor MR Imaging

Toți copiii au avut o imagistică RM cerebrală la secția de radiologie a Spitalului de Copii din Arkansas pe un scaner Achieva de 1,5 T (Philips Healthcare) cu o dimensiune a găurii de 60 cm, o amplitudine a gradientului de 33 mT/m și 100-mT/m/ms rata maximă de rotire. Bobina incorporată a corpului a fost utilizată ca emițător și o bobină standard a capului de codificare a sensibilității cu 8 canale a fost utilizată ca receptor. Datele structurale de imagistică ale creierului au fost achiziționate folosind o secvență de puls ecou cu câmp turbo 3D ponderat T1 cu următorii parametri: TR = 7,3 ms; TE = 3,4 ms; unghi de basculare = 8 °; mărimea voxelului de achiziție = 1 × 1 × 1 mm; dimensiunea matricei = 256 × 232 × 150; două medii; și 7 minute de scanare. Toate imaginile au fost examinate pe scaner în momentul scanării, iar scanările cu artefacte de mișcare substanțiale au fost repetate.

Procesare imagistică MR

Toate imaginile MR ponderate T1 au fost exportate pe un computer Macintosh cu software-ul FreeSurfer (http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu) pentru analiza corticală. Au fost aplicate etape standard de preprocesare, incluzând corectarea mișcării, îndepărtarea țesutului non-cerebral și transformarea în spațiul Talairach. Segmentarea imagistică (la substanță albă, substanță cenușie și CSF) a fost apoi efectuată, urmată de normalizarea intensității, teselarea limitelor corticale ale substanței gri/albă, corecția automatizată a topologiei și deformarea suprafeței. Imaginile corticale au fost înregistrate pe un atlas sferic pentru a se potrivi cu geometria subiecților și au fost parcelate la diferite regiuni ale creierului pe baza anatomiei. În plus, s-a aplicat o jumătate de lățime maximă a nucleului de estompare gaussiană de 10 mm pentru a netezi hărțile parametrilor. Toate imaginile procesate sau intermediare au fost inspectate vizual pentru a asigura calitatea. Grosimea corticală și suprafața exterioară au fost calculate, respectiv, de la distanțele dintre limitele gri/alb și gri/CSF și aria tuturor vârfurilor de-a lungul suprafeței. Hărțile parametrilor de grosime corticală și suprafață au fost apoi alimentate la un model liniar general (GLM) în FreeSurfer pentru comparații de grup.

SCURTĂ Evaluare

SCURT este un chestionar de 86 de articole pentru părinți care evaluează funcția și comportamentul executiv pentru copiii și adolescenții lor cu vârsta cuprinsă între 5 și 18 ani. 15 Părinții copiilor care au finalizat imagistica RM au fost rugați să finalizeze evaluarea SCURTĂ. Opt răspunsuri clinice au fost derivate din răspunsurile la chestionar, incluzând Inhibare, Schimbare, Control emoțional, Inițiere, Memorie de lucru, Plan/Organizare, Organizare de materiale și Monitorizare. Aceste 8 subscale au format 2 indici cu privire la funcția și comportamentul executiv al copiilor: indicele de reglementare comportamentală (BRI) și indicele de metacogniție și 1 scor general: Global Executive Composite (GEC). În plus, am obținut și 2 scoruri de validitate: Negativitatea (reflectă măsura în care chestionarul a fost răspuns într-o manieră neobișnuit de negativă) și Inconsistența (reflectă măsura în care respondentul răspunde la întrebări similare într-un mod inconsecvent). Toate scorurile/indicii/subscalele SCURTE au fost comparate între cele 3 grupuri de dietă și au fost calculate și corelațiile lor cu imagistica MR - grosimea corticală măsurată și aria de suprafață.

Analize statistice

REZULTATE

Rezultatele MR Imaging

Nu au existat diferențe semnificative în caracteristicile demografice din cele 3 grupuri de hrănire (Tabelul 1). Nu s-au observat efecte semnificative de grup printre grupurile BF/MF/SF pentru caracteristicile globale de imagistică ale creierului, cum ar fi grosimea corticală medie, suprafața totală, volumul total de substanță gri corticală și volumul intracranian. Detaliile sunt listate în Tabelul 2.

Caracteristici globale de imagistică pentru cele 3 grupuri de hrănire

Clustere care au prezentat diferențe semnificative (P ≤ 0,05, corectate) în comparațiile de grup ale grosimii corticale sau a suprafeței a

REZULTATE Evaluări

Corelații între măsurătorile imagistice MR și scorurile SCURTE

Pentru grupurile care au prezentat diferențe semnificative în grosimea corticală regională sau suprafața dintre diferitele grupuri de diete (a se vedea secțiunea MR Imaging Findings de mai sus), au fost testate și corelațiile dintre aceste caracteristici morfometrice cu fiecare dintre scorurile/indicii/subscalele BRIEF. Pentru băieți, scorurile globale GEC (Fig. 3 on-line) s-au corelat semnificativ cu grosimea corticală a clusterului în clusterul 1 (r = 0,51, P = .004), clusterul 2 (r = 0.54, P = .002), clusterul 4 r = 0,56, P = .001) și grupul 6 (r = 0.41, P = .02). Nu au existat corelații semnificative între scorurile GEC și grosimea corticală sau suprafața în alte grupuri (Tabel on-line). Pentru fete, nu au existat corelații semnificative între scorurile GEC și orice caracteristici ale clusterului (grosimea corticală sau suprafața). În mod similar, pentru indicii BRI și Metacognition și cele 8 subscale BRIEF, corelații semnificative cu grosimea corticală în grupurile 1, 2, 4 și 6 au fost observate într-un număr de teste pentru băieți, în timp ce nu au fost observate corelații semnificative pentru fete (cu excepția corelație între scorul memoriei de lucru și grosimea corticală în clusterul 6, r = 0,38, P = 0,02) (Tabel on-line).

DISCUŢIE

Regiunile creierului au arătat că dieta copiilor - efectele asociate asupra grosimii corticalei sau suprafeței la acești copii de 8 ani au implicat în cea mai mare parte cuneusul și corticala pericalcarină. Aceste zone sunt de obicei considerate drept cortexul vizual primar, cu o funcție principală de prelucrare vizuală de bază. Alte regiuni ale creierului care au prezentat efecte legate de dieta copiilor au inclus următoarele: girusul lingual, care este, de asemenea, legat de procesarea vizuală, precum și de codificarea amintirilor vizuale; girusul precentral, cunoscut în mod obișnuit ca cortexul motor primar și controlează mișcarea voluntară; și girusul frontal mijlociu, care este implicat într-o serie de funcții ale creierului, cum ar fi limbajul și cunoașterea. Studiile anterioare care raportau asocieri între dietele sugarilor (în special alăptarea) și dezvoltarea corticală a creierului copiilor (cum ar fi grosimea corticală sau volumul regional de substanță cenușie) au observat efecte semnificative în primul rând în lobii parietali și temporali. 7,10 Studiul nostru a relevat regiuni cerebrale suplimentare în lobii frontali și occipitali, care au fost, de asemenea, afectate de dietele pentru sugari, indicând posibil efecte răspândite și profunde ale nutriției timpurii asupra dezvoltării creierului copiilor.

CONCLUZII

Compoziția opțiunilor tipice disponibile pentru dieta unui sugar (de exemplu, BF, MF, SF) poate avea efecte profunde și pe termen lung asupra dezvoltării creierului copiilor, care pot fi reflectate prin imagistica creierului și evaluarea funcției executive la vârsta de 8 ani. Efectele par a fi specifice sexului, băieții fiind mai predispuși să prezinte efecte asociate dietei decât fetele. Constatările susțin ideea că formula pe bază de soia poate modifica anatomia și funcția creierului în viața ulterioară, dar că orice schimbare este modestă și nu duce la deficite relevante clinic sau rezultate anormale.

Confirmare

Mulțumim personalului Centrului de cercetare clinică al Centrului de nutriție pentru copii din Arkansas pentru asistența acordată în acest studiu.

Note de subsol

Dezvăluiri: Ting Li - FĂRĂ RELAȚII: Ocuparea forței de muncă: Universitatea din Arkansas la Little Rock. Thomas M. Badger - AFILIATE: Grant: USDA-ARS, Comentarii: grant de cercetare finanțat. Xiangyang Lou - AFILIATE: Grant: National Science Foundation. * Xiawei Ou - AFILIATE: Grant: Departamentul Agriculturii SUA, Comentarii: Lucrările prezentate în acest articol sunt finanțate de un grant al Departamentului Agriculturii SUA *; FĂRĂ RELAȚII: Subvenții/Subvenții în așteptare: Departamentul Agriculturii SUA, Comentarii: Autorii sunt susținuți de o serie de granturi ale Institutului Național de Sănătate/Departamentul Agriculturii SUA. * * Banii plătiți instituției.

Acest proiect a fost susținut de Departamentul Agriculturii din SUA - Proiectul Serviciului de Cercetare Agricolă 6026-51000-010-05S la Centrul de nutriție pentru copii din Arkansas. Anchetatorul principal este, de asemenea, susținut de National Institutes of Health R01 HD099099.