妊娠中の胎児の脳ネットワーク制御可能性は、シナプス発達とともに共発達し、母親のネットワーク制御可能性と同期する

科学分野:

• 神経科学
• 発達生物学
• ネットワーク科学

背景:

• 胎児期の白質発達は、認知機能にとって重要である。
• 胎児の脳発達、ネットワーク制御可能性、および認知能力の関係は、まだよく理解されていない。

研究 の 目的:

• ネットワーク制御理論（NCT）を用いて、妊娠中期から出生後最初の1ヶ月までの脳ネットワーク制御可能性の発達軌跡を調査すること。
• 妊娠中の胎児の制御可能性、シナプス発達、および母親の制御可能性の関係を探求すること。

主な方法:

• 胎児および乳児の構造的接続性データ（Developing Human Connectome Project）の解析。
• 全脳制御可能性を評価するためのネットワーク制御理論（NCT）の適用。
• シナプス密度を評価するための胎児遺伝子発現データおよび霊長類陽電子放出断層撮影（PET）スキャンの解析。
• 妊娠中の母親の脳制御可能性の縦断的マッピング。

主要な成果:

• 胎児における全脳制御可能性の非線形U字型発達曲線が特定され、妊娠約35週で最小値を示した。
• 早産はこれらの軌跡に影響を与え、制御可能性の増加と早期の最小値を示した。
• 胎児のシナプス機能は制御可能性とともに共発達し、霊長類におけるシナプス密度の増加はヒト胎児の制御可能性の低下と相関した。
• 母親の制御可能性は逆U字型の軌跡を示し、妊娠約36週でピークに達し、胎児の制御可能性とは逆相関した。

結論:

• 胎児の脳制御可能性は、シナプス発達と密接に関連した非線形発達軌跡に従う。
• この軌跡は、妊娠中の母親の脳制御可能性の変化と同期し、協調的な発達プロセスを示唆している。
• これらのダイナミクスの理解は、神経発達の軌跡と早産の影響についての洞察を提供する。