Mapeo dinámico del desarrollo cortical humano durante la infancia hasta la edad adulta temprana (2004)

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Resumen

El desarrollo del cerebro humano es estructural y funcionalmente un proceso no lineal (1–3), y comprender la maduración cerebral normal es esencial para comprender los trastornos del desarrollo neurológico (4, 5). La naturaleza heteromodal del desarrollo cerebral cognitivo es evidente a partir de estudios de rendimiento neurocognitivo (6, 7), imágenes funcionales (RMN funcional o tomografía por positremisión) (8–10), y estudios de coherencia de electroencefalogramas (1, 2, 10). Los estudios de imagen anteriores muestran cambios regionales no lineales en la densidad de la materia gris (GM) durante la infancia y la adolescencia con aumento prepuberal seguido de pérdida pospúber (11–14). La densidad de GM en la RM es una medida indirecta de una arquitectura compleja de glía, vasculatura y neuronas con procesos dendríticos y sinápticos. Los estudios de maduración de GM muestran una pérdida en la densidad cortical de GM a lo largo del tiempo (15, 16), que se correlaciona temporalmente con los hallazgos postmortem de un aumento de la poda sináptica durante la adolescencia y la edad adulta temprana (17–19). Aquí presentamos un estudio del desarrollo de GM cortical en niños y adolescentes utilizando una técnica de mapeo cerebral y una muestra estudiada prospectivamente de niños sanos de 13 (4 – 21 años), que se escanearon con MRI cada año 2 durante 8 – 10 años . Debido a que las exploraciones se obtuvieron repetidamente en los mismos sujetos a lo largo del tiempo, la extrapolación estadística de puntos entre exploraciones permitió la construcción de una secuencia animada de lapso de tiempo ("película") del desarrollo cerebral pediátrico. Supusimos que el desarrollo de GM en la infancia hasta la edad adulta temprana no sería lineal como se describió anteriormente y progresaría de una manera localizada, específica de la región, coincidiendo con la maduración funcional. También predijimos que las regiones asociadas con más funciones primarias (por ejemplo, la corteza motora primaria) se desarrollarían antes en comparación con las regiones que están involucradas con tareas más complejas e integradoras (por ejemplo, el lóbulo temporal).

El resultado es un mapa dinámico de la maduración de GM en el período pre y pospúblico. Nuestros resultados, al tiempo que resaltan la notable heterogeneidad, muestran que el desarrollo cortical del GM parece seguir la secuencia de maduración funcional, con las cortezas sensoriomotoras primarias junto con los polos frontal y occipital que maduran primero, y el resto de la corteza que se desarrolla en una parietal a Dirección frontal (de atrás al frente). La corteza temporal superior, que contiene áreas de asociación que integran información de varias modalidades sensoriales, maduró en último lugar. Además, la maduración de la corteza también pareció seguir la secuencia evolutiva en la que se crearon estas regiones.

Métodos

Asignaturas. Muestras demográficas se muestran en Tabla 1. Todos los sujetos fueron reclutados de la comunidad para un estudio en curso del Instituto Nacional de Salud Mental sobre el desarrollo del cerebro humano (20). Brevemente, a cada sujeto se le dio una entrevista diagnóstica estructurada para descartar cualquier diagnóstico psiquiátrico en cada visita. Los sujetos regresaron cada 2 años para una resonancia magnética de seguimiento junto con una reevaluación psiquiátrica y neurocognitiva. Se eligió para incluir en este estudio a un subconjunto de todos los niños que tenían tres o más resonancias magnéticas utilizables y tenían entre 4 y 21 años de edad. El estudio fue aprobado por la junta de revisión institucional del Instituto Nacional de Salud Mental y se obtuvo un consentimiento informado de los sujetos> 18 años o de los padres de los sujetos menores, y se obtuvo un consentimiento adicional por escrito de cada sujeto menor.

 

Tabla 1.

Demografía de la muestra de estudio.

Procesamiento y análisis de imágenes. Las imágenes de resonancia magnética se adquirieron en el Instituto Nacional de Salud Mental en el mismo escáner 1.5-T General Electric. La secuencia de MRI fue consistente a lo largo del estudio. Se obtuvieron imágenes ponderadas de T1 con cortes contiguos de 1.5-mm en el plano axial y cortes de 2.0-mm en el plano coronal utilizando el eco recuperado con gradiente estropeado 3D en el estado estacionario. Los parámetros de imagen fueron: tiempo de eco, 5 ms; tiempo de repetición, 24 ms; ángulo de giro, 45 °; matriz de adquisición, 256 × 192; número de excitaciones, 1; y campo de visión, 24 cm. Con cada actualización importante de software / hardware, la confiabilidad de los datos antes y después de la actualización se probó al analizar un conjunto de temas antes y después de la actualización (20). Brevemente, para cada exploración, se aplicó un algoritmo de corrección de campo de polarización de radio frecuencia. Las imágenes de la línea de base se normalizaron, transformándolas en un espacio estereotáxico 3D estándar (21). Los escaneos de seguimiento se alinearon con el escaneo de referencia del mismo sujeto, y los escaneos registrados mutuamente para cada sujeto se mapearon linealmente en el espacio del Consorcio Internacional para el Mapeo Cerebral (ICBM) (22). Un clasificador de tejidos ampliamente validado generó mapas detallados de GM, materia blanca y líquido cefalorraquídeo mediante el uso de una distribución de mezcla de Gauss para generar un máximo posteriormente segmentación de los datos (23, 24), y luego se extrajo automáticamente un modelo de superficie de la corteza para cada sujeto y punto temporal como se describe (25).

Una técnica de análisis de imágenes conocida como comparación de patrones corticales (25–27) se utilizó para localizar mejor las diferencias corticales a lo largo del tiempo y aumentar el poder para detectar cambios sistemáticos (25). Este enfoque hace coincidir las características del giro de la anatomía de la superficie cortical en la medida de lo posible entre los sujetos antes de realizar comparaciones entre sujetos, promedios de grupo y mapas estadísticos. Debido a que esta técnica elimina algunas variaciones anatómicas de confusión, existe un mayor poder estadístico para detectar efectos estadísticos en las medidas corticales, así como una mayor capacidad para localizar estos efectos en relación con los principales hitos sulcales y girales. En el paso de emparejamiento cortical, se calculan las deformaciones secundarias que coinciden con los patrones de giro en todos los puntos temporales y todos los sujetos, lo que permite promediar y comparar los datos en las regiones corticales correspondientes. Un conjunto de puntos de referencia sulcales 34 por cerebro restringe el mapeo de una corteza sobre la otra mediante el uso de las regiones corticales correspondientes en los sujetos. Un analista de imágenes ciego a la identidad, el género y la edad del sujeto rastreó cada uno de los surcos 17 en cada hemisferio lateral en la representación de la superficie de cada cerebro. Estos surcos incluyeron la fisura de Sylvian, surcos central, precentral y postcentral, surco temporal superior (STS), cuerpo principal, rama ascendente del STS, rama posterior del STS, surcos intermedios primario y secundario, y temporal inferior temporal, superior e inferior, intraparietal, Surcosos occipital transverso, olfativo, occipitotemporal y colateral. Además de contornear los surcos principales, se estableció un conjunto de seis curvas de hito en la línea media que bordean la fisura longitudinal en cada hemisferio para establecer los límites girales hemisféricos. Los hitos se definieron de acuerdo a un protocolo anatómico detallado. Este protocolo está disponible en internet (www.loni.ucla.edu/∼khayashi/Public/medial_surface) y ha conocido la confiabilidad interna y externa según lo informado (25).

Se creó un modelo cortical 3D promedio dependiente del tiempo para el grupo al aplanar todos los puntos de referencia sulcal / gyral en un plano 2D junto con el modelo cortical que asigna un código de color para retener la información de la forma 3D. Una vez que los datos estuvieron en este espacio plano, las características del sulcal se alinearon entre los sujetos a un conjunto promedio de curvas sulcal. Los mapas corticales deformados se volvieron a inflar matemáticamente a 3D, produciendo un modelo cortical de promedio nítido con características de giro en sus ubicaciones anatómicas medias (28).

Para cuantificar el GM local, utilizamos una medida denominada "densidad de GM", utilizada en muchos estudios anteriores, que mide la proporción de GM en una pequeña región de radio fijo (15 mm) alrededor de cada punto cortical (15, 25, 26, 28). La medida de densidad GM promedia la información sobre los volúmenes GM en un vecindario pequeño (el kernel 15 mm utilizado en este informe), proporciona una mayor relación señal-ruido y elimina parte del ruido inherente a la resolución del GM cortical límites en la resonancia magnética. Sin embargo, si se usa la densidad GM, se pierde algo de poder de localización, y el enfoque puede promediar los datos de los bancos sulcal opuestos. La medida también puede indexar los cambios de GM derivados de las diferencias en la curvatura de la superficie cortical, en la que una curvatura aumentada puede hacer que se muestree menos GM dentro del núcleo de un radio fijo. Nuestro trabajo, sin embargo, muestra que la densidad y el grosor de GM están altamente correlacionados (K. Narr, RM Bilder, AW Toga, RP Woods, DE Rex, P. Szeszko, D. Robinson, Y. Wang, H. DeLuca, D. Asunción, y PM Thompson, datos no publicados) y, por lo tanto, probablemente indexan procesos de maduración similares.

Para determinar si había suficiente poder para lograr una significación estadística en cada punto de la superficie de la corteza, ajustamos el modelo de cambio de GM y estimamos el coeficiente de regresión múltiple (R²) en cada punto, que varía en el rango de 0 a 1. De la distribución nula de R², ajustado por el número de grados de libertad en el modelo estadístico, es posible determinar si hay suficiente poder para rechazar la hipótesis nula (R² = 0) en cada punto cortical. La importancia del ajuste del modelo, p(R²), luego se graficó en cada punto cortical (datos no mostrados). El mapa resultante indicaba que R² no es cero en casi todos los puntos corticales, lo que sugiere que los cambios observados fueron muy importantes.

Los gráficos estadísticos se generaron utilizando un análisis de regresión de modelo mixto (11, 30) para los volúmenes GM en cada uno de los puntos 65,536 en toda la superficie cortical, así como en los volúmenes lobares individuales y también en varios puntos específicos de interés sobre la superficie. Debido a que se usó un modelo mixto no lineal, las diferencias intersujéticas en la densidad de GM se modelaron por separado de las tasas de cambio cortical intraindividual, lo que dio poder adicional para resolver los cambios longitudinales en cada punto cortical. Las pruebas de hipótesis para la construcción de modelos se basaron en F Estadísticas con α = 0.05. Específicamente, F las pruebas se utilizaron para determinar si el orden de un modelo de crecimiento del desarrollo era cúbico, cuadrático o lineal. Si un modelo cúbico no era significativo, se probó un modelo cuadrático; si un modelo cuadrático no fue significativo, se probó un modelo lineal. Por lo tanto, un modelo de crecimiento fue polinomial / no lineal si el término cúbico o cuadrático contribuyó significativamente a la ecuación de regresión. Dado que cada hipótesis se probó solo una vez, no fue necesaria la corrección de las estadísticas para comparaciones múltiples.

Se seleccionaron las siguientes regiones para los análisis en cada hemisferio: giro precentral, corteza motora primaria (Fig. 1A), giro frontal superior, límite posterior cerca del surco central (Fig. 1B), giro frontal inferior, límite posterior (Fig. 1C), surco frontal inferior, límite anterior (Fig. 1D), surco frontal inferior en la corteza prefrontal dorsolateral (Fig. 1E), extremo anterior del surco frontal superior (Fig. 1F), polo frontal (Fig. 1G), corteza sensorial primaria en el giro postcentral (Fig. 1H), giro supramarginal (área 40) (Fig. 1I), giro angular (área 39) (Fig. 1J), polo occipital (Fig. 1K), porciones anterior, media y posterior del giro temporal superior (STG) (Fig. 1 L – N), el punto medio del giro temporal inferior, así como los límites anterior y posterior (Fig. 1 O – Q), y en la superficie inferior, los extremos anterior y posterior del surco olfatorio (Fig. 2 R y S) y los extremos anterior y posterior del surco colateral (Fig. 2 T y U). Los puntos correspondientes se eligieron en ambos hemisferios utilizando los mismos puntos de referencia sulcal.

 

Higo. 1.

Gráficos de regresión de modelos mixtos en regiones de interés sobre la superficie cortical. Se seleccionaron las siguientes regiones para los análisis en cada hemisferio: A, giro precentral y corteza motora primaria; B, giro frontal superior, extremo posterior cerca del surco central; ...

 

Higo. 2.

Vista inferior del cerebro que muestra imágenes de lapso de tiempo temprano y tardío. Los puntos corresponden a los extremos anterior y posterior del surco olfatorio (R y S) y el surco colateral (T y U), y los gráficos de modelos mixtos correspondientes a las regiones de interés en el ...

Resultados

En general, se encontró que el volumen total de GM aumentó a edades más tempranas, seguido de una pérdida sostenida que comenzó alrededor de la pubertad. Sin embargo, como se ve en la secuencia de lapso de tiempo (Figs. (Figs. 22 y Y 3), 3), el proceso de pérdida (maduración) de GM comienza primero en las cortezas parietales dorsales, particularmente en las áreas sensoriomotoras primarias cercanas al margen interhemisférico, y luego se extiende de manera rostral sobre la corteza frontal y caudal y lateralmente sobre el cortex parietal, occipital y finalmente . (Esta secuencia está disponible en Movies 1 – 4, que se publican como información de soporte en el sitio web de PNAS.) Los polos frontal y occipital pierden GM temprano, y en el lóbulo frontal, la maduración de GM involucra finalmente la corteza dorsolateral prefrontal, que pierde GM solo al final de la adolescencia.

 

Higo. 3.

Vistas lateral derecha y superior de la secuencia dinámica de la maduración de GM sobre la superficie cortical. La barra lateral muestra una representación de color en unidades de volumen GM. Los cuadros iniciales representan regiones de interés en la corteza como se describe para . Esto ...

Para examinar más a fondo los patrones de maduración dentro de las subregiones corticales individuales, utilizamos análisis de regresión de modelos mixtos para construir gráficos de efectos de la edad lineal y no lineal (cuadrática o cúbica) en volúmenes GM en puntos de interés a lo largo de la superficie cortical mediante el uso de puntos de referencia principales para asegurar que la anatomía correspondiente se correlacionó correctamente en el tiempo y los sujetos. Cuando comparamos los volúmenes lobares medios en esta muestra con nuestra muestra transversal más grande (n = 149), las tendencias para los volúmenes totales y lobares de GM estuvieron de acuerdo en ambos grupos (datos no mostrados) (11). Sin embargo, en subregiones individuales a lo largo de la corteza, la maduración del GM muestra un patrón de maduración variable.

Dentro de la corteza frontal, el giro precentral (Figs. (Figs.1A1A y Y 3) 3) madura temprano. La pérdida de GM progresa linealmente a una edad temprana, mientras que las regiones más rostrales del lóbulo frontal (a lo largo de los giros frontales superior e inferior; las Figs. Higos xnumx y 3, B – G) maduran sucesivamente en una progresión anterior, como también lo indican los picos progresivos posteriores de la pérdida de GM no lineal (Fig. 1 B – D), con el último corte de la corteza prefrontal (Figs. 1, D y Ey Y3) .3). En el lóbulo parietal, la pérdida de GM comienza en el giro postcentral (Figs. (Figs. 1H1H y Y 3; 3; con un pico temprano no lineal), progresando lateralmente en el giro angular (área 40; las Figs. Figs.1I1I y Y 3), 3), y giro supramarginal (área 39; Figs. Figs.1J1J y Y3) .3). Los polos frontal y occipital, similares a los giros pre y postcentrales, maduran temprano (Figs. 1 G y K y Y33).

Maduración posterior. Las partes del lóbulo temporal, por otro lado, muestran un patrón característico de maduración tardía. El lóbulo temporal madura al final, excepto por el polo temporal, que muestra la pérdida de GM aproximadamente al mismo tiempo que los polos frontal y occipital (Figs. (Figs.1O1O y Y3) .3). Por el contrario, los giros temporales superior e inferior (STG y giro temporal inferior) no muestran el mismo grado de pérdida de GM en este rango de edad. Esto también se muestra en los gráficos planos de los efectos de la edad (Figs. 1 L y M y Y3) .3). Dentro de la STG, la parte posterior muestra una trayectoria lineal distinta (Fig. 1N).

En la superficie cerebral inferior, los aspectos mediales del lóbulo temporal inferior (presunta cortical entorrinal, medial al surco rinal, entre el extremo anterior del surco colateral y el extremo posterior del surco olfativo) maduran temprano y no cambian mucho después , como se ve en los gráficos planos de los efectos de la edad (Fig. 2T). Un patrón de maduración similar ocurre en las partes caudal y medial del lóbulo frontal inferior (Fig. 2S, presunto cofre piriforme). Otras partes del lóbulo temporal ventral muestran un patrón de maduración lateral a medial, mientras que las regiones orbitofrontales continuaron madurando hasta la edad más antigua que estudiamos ( ).

Discusión

Aquí mostramos una visualización de la progresión dinámica del desarrollo del cerebro cortical humano en un estudio prospectivo longitudinal de niños y adolescentes sanos. Los informes anteriores han sido de corte transversal (es decir, una exploración de MRI se adquiere solo una vez por tema) o se utilizaron métodos que proporcionan volúmenes globales medios en lugar de una comparación punto por punto que es posible con los métodos de mapeo (11, 15). Los diseños de corte transversal están influenciados por la varianza interindividual y los efectos de cohorte, mientras que los métodos que proporcionan volúmenes globales medios no proporcionan detalles espaciotemporales. Hemos superado estas limitaciones al estudiar una muestra pre- y postpúberal adquirida longitudinalmente, en la que los mismos niños fueron reexaminados prospectivamente durante un período de 10-año. Nuestros resultados, aunque resaltan la heterocronía del desarrollo cortical humano, sugieren que las subregiones individuales siguen trayectorias de maduración temporalmente distintas en las que las áreas de asociación de orden superior maduran solo después de las regiones sensorimotoras de orden inferior, cuyas funciones se han integrado. Además, parece que las áreas corticales más antiguas filogenéticamente maduran antes que las regiones corticales más nuevas.

La maduración del lóbulo frontal avanzó en una dirección de regreso al frente, comenzando en la corteza motora primaria (el giro precentral) y extendiéndose anteriormente sobre los giros frontales superior e inferior, con el último desarrollo de la corteza prefrontal. A la inversa, el polo frontal maduró aproximadamente a la misma edad que la corteza motora primaria. En la mitad posterior del cerebro, la maduración comenzó en el área sensorial primaria, extendiéndose lateralmente sobre el resto del lóbulo parietal. Similar al polo frontal, el polo occipital maduró temprano. Los lóbulos temporales laterales fueron los últimos en madurar.

Por lo tanto, la secuencia en la que maduró la corteza concuerda con los hitos relevantes a nivel regional en el desarrollo cognitivo y funcional. Las partes del cerebro asociadas con funciones más básicas maduraron tempranamente: las áreas del cerebro motoras y sensoriales maduraron primero, seguidas de las áreas involucradas en la orientación espacial, el habla y el desarrollo del lenguaje, y la atención (lóbulos parietales superior e inferior). Posteriormente maduraron las áreas involucradas en la función ejecutiva, la atención y la coordinación motora (lóbulos frontales). El polo frontal, involucrado en el procesamiento del gusto y el olfato, y el polo occipital, que contiene la corteza visual primaria, también maduraron temprano, como se esperaba. Esta secuencia de maduración también se reflejó en las edades máximas para los valores máximos de GM, que aumentan a medida que el desarrollo progresa anteriormente (Fig. 1 A – D y H – J). Visualmente, la corteza prefrontal y la corteza parietal inferior en el lado izquierdo maduraron antes que las regiones correspondientes en el lado derecho, lo que puede deberse al hecho de que la mayoría de los niños en esta muestra son diestros, con una dominante izquierda. Hemisferio que madura temprano.

El lóbulo temporal seguía un patrón de maduración distinto. Los polos temporales maduraron temprano. La mayor parte del lóbulo temporal restante maduró durante el rango de edad de esta muestra, excepto por un área pequeña en la parte posterior de la STG, que pareció madurar al final. En los humanos, se cree que la corteza temporal, en particular el aspecto posterior del surco temporal superior, el giro temporal superior y el giro temporal medio, es un sitio de asociación heteromodal (junto con las cortezas parietales prefrontal e inferior) y está involucrada con la integración de la memoria. asociación audiovisual, y funciones de reconocimiento de objetos (31–34). Por lo tanto, la corteza temporal continúa madurando después de otras áreas de asociación, cuyas funciones se integran, están relativamente desarrolladas.

Filogenéticamente, algunas de las regiones corticales más antiguas se encuentran en la superficie inferior del cerebro en el aspecto medial del lóbulo temporal (la parte posterior de la corteza piriforme y la corteza entorrinal, por ejemplo) o en la cara inferior y medial del lóbulo frontal cerca el extremo caudal del surco olfatorio (corteza piriforme anterior y periallocortex orbital) (35–37). El proceso de maduración en la vecindad de estas áreas parece haber comenzado temprano (ontogenéticamente) ya a la edad de 4 años, como se ve en las parcelas lineales o planas (Fig. 2 S y T). De estas áreas, la maduración progresa lentamente lateralmente. En la corteza frontal inferior, los aspectos medial y posterior de las cortezas olfativas maduraron temprano, mientras que las cortezas orbitofrontales maduraron más tarde. En el resto del lóbulo temporal inferior, la maduración apareció más tarde y en una dirección un tanto lateral a medial. En los mamíferos, la corteza temporal inferior, junto con partes de la STG, la corteza parietal posterior y la corteza prefrontal, son áreas de asociación de alto orden, que también son las más recientes evolutivamente (38, 39). Nuestra observación de estas áreas que parecen madurar más adelante puede sugerir que el desarrollo cortical sigue en cierta medida la secuencia evolutiva.

El proceso exacto que subyace a la pérdida de GM es desconocido. La materia blanca cerebral aumenta en las primeras cuatro décadas debido a la mielinización axonal (40) y puede explicar parcialmente la pérdida observada de GM (41, 42). Aunque los cambios en los patrones de plegamiento del sur y el gyral u otros procesos no atrofos, como la deshidratación, podrían influir en la densidad de GM, la causa principal de la pérdida de densidad de GM es desconocida Especulamos que puede ser conducido al menos parcialmente por el proceso de poda sináptica (43) junto con cambios gliales y vasculares tróficos y / o encogimiento celular (44). Por lo tanto, las diferencias específicas de la región en la maduración de GM pueden resultar de la poda sináptica heterocrónica subyacente en la corteza, como se ha demostrado en el desarrollo cortical cerebral de primates y humanos (18, 45–48). Curiosamente, en la corteza frontal, la corteza prefrontal dorsolateral madura al final, coincidiendo con su mielinización posterior, lo que demuestra que la mielinización por poda a menudo puede ocurrir en paralelo.

Estos hallazgos pueden tener implicaciones clínicas. Por ejemplo, el autismo, que se inicia antes de los 3 años, muestra una hiperplasia cerebral global de GM en los primeros 2 años de vida (49) y volúmenes GM y frontales y temporales más grandes por años 4, seguidos de una tasa de crecimiento más lenta en estas regiones por años 7 (50, 51). La esquizofrenia de inicio en la niñez, con una edad media de inicio alrededor de la edad de 10 años, se asocia con una pérdida parietal GM notable, que progresa en la parte anterior durante la adolescencia en una forma de regreso al frente (52), mientras que la esquizofrenia de inicio en la edad adulta (la forma más típica) se asocia más fuertemente con déficits en las regiones temporales y frontales de maduración tardía (53–55) y se asocia con anomalías selectivas de las regiones heteromodales (29). Por lo tanto, las alteraciones en el grado o en el tiempo del patrón de maduración básica pueden estar al menos parcialmente subyacentes en estos trastornos del desarrollo neurológico.

La magnitud de los cambios en algunas regiones corticales es altamente significativa y consistente con las tasas de crecimiento y pérdida observadas en nuestros estudios longitudinales anteriores. En un informe anterior (28), desarrollamos un enfoque que utiliza el mapeo de tensor para medir las tasas de crecimiento local y las tasas de pérdida de tejido a nivel local en la anatomía del caudado y el cuerpo calloso. En regiones muy pequeñas de estas estructuras, las tasas de crecimiento local superaron el 40% por año, y las tasas de pérdida de tejido local alcanzaron el 40% por año en regiones pequeñas de los ganglios basales. Debido al aumento de la resolución espacial, las tasas de cambio locales máximas obtenidas a partir de los enfoques de mapeo anatómico son a menudo mayores que las obtenidas en estudios volumétricos de estructuras cerebrales anatómicamente parceladas. La evaluación de los volúmenes lobares, por ejemplo, puede promediar las tasas de crecimiento o pérdida de tejido en una estructura grande, y las tasas máximas de cambio volumétrico se reducen de manera correspondiente. El sustrato celular para estos cambios corticales puede ser una combinación de mielinización, poda dendrítica y cambios en la densidad de empaquetamiento neuronal, glial, vascular y neurita en diferentes láminas corticales. También puede haber cambios en las propiedades relaxométricas de la señal de MRI, que se basan en el contenido de agua subyacente. El componente de mielinización puede dar como resultado cambios porcentuales netos muy grandes en los volúmenes corticales durante períodos de varios años, especialmente cuando los volúmenes evaluados son relativamente pequeños.

Existen varias limitaciones en este estudio. Estos análisis se basan en exploraciones 52, en las que se crearon modelos anatómicos de 1,976, que brindan suficiente potencia para rastrear el cambio, pero son solo de niños con 13. Además, esta es una población no representativa con un CI promedio de 125, lo que refleja un sesgo de referencia del estudio del Instituto Nacional de Salud Mental. No pudimos capturar la ganancia prepuberal en la secuencia de la película de lapso de tiempo, aunque se visualizó fácilmente en los gráficos de modelos mixtos. De manera similar, no se pudieron explorar las diferencias de género en la maduración cerebral, porque solo hay seis hombres y siete mujeres en la muestra. Sin embargo, nuestros hallazgos descubren información clave sobre la secuencia de maduración del desarrollo cerebral temprano y su relación con los hitos funcionales y evolutivos.

Material suplementario

AGRADECIMIENTOS

Notas

Referencias