O amadurecimento funcional e estrutural de redes neurais

Development of functional and structural connectivity within the default mode network in young children
Kaustubh Supekar, Lucina Q. Uddin, Katherine Prater, Hitha Amin, Michael D. Greicius, Vinod Menon 2009
NeuroImage (2010), doi:10.1016/j.neuroimage.2010.04.009

Abstract. O amadurecimento funcional e estrutural de redes formadas por regiões discretas é um aspecto importante do desenvolvimento cerebral. A rede de modo default (default-mode network - DMN) é uma rede proeminente que inclui o córtex cingulado posterior (posterior cingulate cortex - PCC), o córtex préfrontal medial (medial prefrontal cortex - mPFC), os lobos temporais mediais (medial temporal lobes - MTL) e o giro angular (angular gyrus - AG). A despeito do crescente interesse na função da DMN, pouco se sabe sobre seu amadurecimento da infância até a vida adulta. Nós examinamos aqui as modificações de desenvolvimento na conectividade da DMN utilizando uma abordagem de imagem multimodal que combina fMRI em estado de repouso, morfometria baseada em voxel e tractografia (baseada em imagem) do tensor de difusão. Descobrimos que a DMN sofre modificações de desenvolvimento significativas quanto à conectividade funcional e estrutural, mas essas modificações não são uniformes através de todos os nós da DMN. Análises convergentes de conectividade estrutural e funcional sugerem que a conectividade PCC-mPFC ao longo do feixe do cingulum é o elo mais imaturo da DMN de crianças. Tanto o PCC como o mPFC também apresentaram diferenças no volume de matéria cinzenta, assim como importantes diferenças macroestruturais e microestruturais no feixe dorsal do cingulum que liga essas regiões. Notavelmente, a conectividade estrutural entre o PCC e o MTL esquerdo ou era fraca ou inexistente em crianças, ainda que a conectividade funcional não diferisse daquela dos adultos. Estes resultados implicam que a conectividade funcional em crianças pode atingir níveis semelhantes aos de adultos a despeito da fraca conectividade estrutural. Nós propomos que o amadurecimento da conectividade estrutural PCC-mPFC tem importante papel no desenvolvimento de funções auto-relacionadas e social-cognitivas que surgem durante a adolescência. Mais geralmente, nosso estudo demonstra como a análise multimodal quantitativa da anatomia e da conectividade nos permite caracterizar melhor o desenvolvimento e o amadurecimento heterogêneo de redes neurais.