Hoe babyhersenen groeien: hoe analyseer je grote hoeveelheden echobeelden?
Tijdens de zwangerschap maken de hersenen van een baby een enorme groei door. Om te zien hoe dit precies gaat, gebruiken onderzoekers 3D-echo’s waarmee ze gedetailleerde beelden van de babyhersenen kunnen maken. Maar omdat de baby in de buik beweegt en de hersenen nog zo ontzettend klein zijn, is het lastig om goede echobeelden van de babyhersenen te maken.
In de praktijk betekent dit dat onderzoekers eerst uit de gigantische hoeveelheid echobeelden de kwalitatief goede beelden moeten selecteren om ze daarna te analyseren. Een tijdrovende klus. Daarom hebben onderzoekers een methode ontwikkeld met deep learning technieken, een onderdeel van kunstmatige intelligentie waarbij computers in staat zijn om nieuwe dingen te leren op basis van grote hoeveelheden data. Onderzoeker Sonja de Zwarte: “Met deze nieuwe methode kunnen we nu volautomatisch de hersenontwikkeling over tijd meten. Daardoor kunnen we op veel grotere schaal onderzoek doen om antwoorden te krijgen op fundamentele vragen gerelateerd aan prenatale hersenontwikkeling. Zo willen we kijken welke risico- en beschermde omgevingsfactoren belangrijk zijn voor een optimale vroege ontwikkeling, wanneer kinderen eventueel eerste tekenen vertonen van afwijkende ontwikkeling en hoe de vroege hersenontwikkeling gelinkt is met de mentale gezondheid van het kind later in het leven”
Wat hebben de onderzoekers gedaan?
De onderzoekers hebben hun methode getest op heel veel 3D-echo's van baby's in de buik van deelnemers aan het YOUth-onderzoek. Ze hebben gekeken naar echo's van baby's van 20 en 30 weken oud. Sonja: “Met deze nieuwe methode kunnen we nu in de echo’s van goede kwaliteit heel precies het hersenvolume meten. En daar komt bij dat met deze methode uit de grote hoeveelheid echobeelden automatisch een selectie wordt gemaakt van de beste beelden. Dat scheelt ons ontzettend veel tijd, omdat we niet alles meer met de hand hoeven te beoordelen.”
Wat heeft dit opgeleverd?
“Als eerste stap hebben we gekeken of er verschillen zijn tussen jongens en meisjes in de vroege hersenontwikkeling. We weten dat op groepsniveau jongens tijdens de geboorte een groter hoofd hebben, maar in hoeverre deze verschillen ook al prenataal zichtbaar zijn, is nog niet vaak onderzocht in zo’n grote groep. Met deze methode zien we dat jongens op zowel bij 20 als 30 weken zwangerschapsduur een iets groter hersenvolume hebben dan meisjes. Ook bleek dat de hersenen van jongens iets sneller groeien. Hierbij wil ik wel vermelden dat een groter hoofd of grotere hersenen absoluut niet betekent dat dit ‘beter’ is dan kleinere hersenen, maar deze informatie geeft wel waardevolle inzage in het feit dat jongens en meisjes al halverwege de zwangerschap een ander hersenontwikkelingspatroon laten zien.”
Waarom is onderzoek naar deze nieuwe methode belangrijk?
Dit soort methoden kunnen onderzoekers helpen om de ontwikkeling van babyhersenen beter te begrijpen. “In de toekomst kunnen ze misschien zelfs gebruikt worden om vroegtijdig afwijkingen in de hersenontwikkeling op te sporen. Ook kunnen we hiermee op een veel grotere schaal onderzoek doen naar de ontwikkeling van babyhersenen”, aldus Sonja.