Slaappatronen blijken cruciale rol te spelen bij hersenontwikkeling van te vroeg geboren baby’s

januari 2024 Wetenschap Willem van Altena

In een baanbrekend onderzoek hebben hersenonderzoekers van het Wilhelmina Kinderziekenhuis van het UMC Utrecht een verband ontdekt tussen de activiteit tijdens de slaap van te vroeg geboren baby’s en de ontwikkeling van de witte stof in hun hersenen. Het belang van dit onderzoek ligt in de kwetsbaarheid van deze premature baby’s, waarbij de achterblijvende hersenontwikkeling vaak leidt tot diverse problemen. Dit omvat concentratieproblemen, gedragsproblemen en motorische moeilijkheden, wat hun schoolprestaties beïnvloedt. De bevindingen van dit onderzoek zijn onlangs gepubliceerd in The Journal of Neuroscience.

Een kwetsbare groep

Te vroeg geboren baby’s vormen een bijzonder kwetsbare groep, met een verhoogd risico op diverse ontwikkelingsproblemen. Van concentratie- tot motorische problemen, deze kinderen ervaren vaak hindernissen die hun schoolprestaties beïnvloeden. In het ziekenhuis wordt hun slaap vaak verstoord door medische interventies, die potentieel uitgesteld hadden kunnen worden. Het contrast met de slaapgewoonten in de baarmoeder, waar deze baby’s tot wel 22 uur per dag slapen, is opmerkelijk.

Gebaseerd op eerdere muizenstudies, vermoedden onderzoekers dat ‘goede’ slaap, vooral de actieve slaap waarbij baby’s bewegen, lachen of geluidjes maken, een positieve invloed kan hebben op de hersenontwikkeling van te vroeg geboren kinderen. Hoewel dit idee eerder in muizen was onderzocht, ontbrak het aan bewijs bij mensen. Het UMC Utrecht nam de uitdaging aan en onderzocht voor het eerst uitgebreid de rol van slaap in de hersenontwikkeling van te vroeg geboren baby’s.

Analyse van slaappatronen

Onder leiding van onderzoekers Xiaowan Wang en Eline de Groot gebruikte het team machine learning om slaappatronen bij te vroeg geboren baby’s te analyseren. Ze ontwikkelden een geavanceerd algoritme dat, op basis van hartslag- en ademhalingsgegevens standaard bijgehouden op neonatale intensive care-afdelingen (NICU’s), de slaapfasen van een baby kon herkennen. Slaaponderzoeker en neonatoloog Jeroen Dudink beschreef dit als het omvormen van het bestaande monitoringsysteem tot een soort ‘smartwatch’ voor het monitoren van lichaamsfuncties.

Het onderzoek omvatte twee groepen eerder behandelde te vroeg geboren baby’s op de NICU. De eerste groep werd gebruikt om het algoritme te trainen, terwijl de gegevens van de tweede groep, bestaande uit 58 baby’s, werden geanalyseerd om de relatie tussen slaap en hersenontwikkeling vast te stellen. De onderzoekers ontdekten een aantoonbaar verband tussen een hoger percentage actieve slaap en een verbeterde witte stof in de hersenen van te vroeg geboren baby’s, gemeten op hun uitgerekende datum, waarbij standaard een MRI-scan van de hersenen werd uitgevoerd.

Toekomstige toepassingen

De onderzoekers benadrukken het belang van deze eerste concrete aanwijzing dat slaap een cruciale rol speelt in de vroege hersenontwikkeling van mensen. Witte stof, essentieel voor het verwerken van informatie en het verbinden van verschillende hersengebieden, vormt de basis voor cognitieve en motorische functies. Het onderzoeksteam hoopt in de toekomst de slaap van te vroeg geboren baby’s op de NICU nauwkeuriger te monitoren met behulp van geavanceerde slaapmonitoring. Het uiteindelijke doel is om uit te vinden of hoogwaardige slaap daadwerkelijk leidt tot een betere hersenontwikkeling bij deze kwetsbare patiëntengroep. Hierdoor kunnen mogelijk uitstelbare medische interventies worden getimed op momenten dat de baby niet in een actieve slaapfase verkeert, met als doel te vroeg geboren baby’s een optimale start van hun leven te geven.

Referentie

Wang X, de Groot ER, Tataranno ML, et al. Machine learning-derived active sleep as an early predictor of white matter development in preterm infants. J Neurosci. 2023 Dec 11:JN-RM-1024-23. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1024-23.2023. Epub ahead of print. PMID: 38124010.