Leute normalerweise denken, der Schädel als Verpackung für das Gehirn und Forscher untersuchen sie in der Regel getrennt, sondern ein Team von Forschern jetzt denkt, dass entwicklungswirksamen und evolutionarily, dass die beiden incontrovertibly sind miteinander verbunden.
Die Forscher, einschließlich der biologischen Anthropologen, Mediziner und ein Informatiker, befasste sich mit der CT-und MRT-Scans von Säuglingen mit bestimmten Arten von Kraniosynostose - eine Bedingung, wenn ein oder mehrere der Nähte - faser-Bands, die die Knochen - der Baby Schädel der Nähe zu früh und verformen den Schädel und Gehirn.
"Wir interessieren uns für das Verständnis Kraniosynostose", sagt Dr. Joan T Richtsmeier, Professor für biologische Anthropologie an der Penn State. "Wir würden gern wissen, warum es passiert, vor allem, wenn es nicht Teil eines Syndroms, aber wenn es allein auftritt."
Die Forscher berichten in einer aktuellen Online-Veröffentlichung Anfang des Journal of Experimental Zoologie: Molekulare Entwicklungsbiologie und Evolution: "Unsere Studie stellt die erste empirische Beweise für phänotypische Integration von Gehirn und Schädel in 3D, wenn auch indirekte Beweise wurde die Anhäufung seit Jahren."
Die Forscher sind auch daran interessiert, zu verstehen, wie der Schädel und Gehirn verändern gemeinsam durch Evolution. Wirbeltiere Entwicklung zeigt einen Trend zu weniger Schädel-und Kieferknochen und den Verlust von einigen intercranial Gelenke. Während Kraniosynostose wird als Pathologie in der modernen Menschen, es Aktien mit evolutionären Geschichte einer Verringerung der kranialen Elemente und gleichzeitig Änderungen in der Form des Schädels und des Gehirns. Die Forscher glauben, dass das Studium Kraniosynostose könnte Aufschluss über die gemeinsame Entwicklung des Gehirns und des Schädels.
Die zwei Arten von Kraniosynostose die Forscher untersucht wurden vorzeitigen Schließung der sagittale Naht - die Naht, das nach der Mitte des Schädels von vorne nach hinten - und einseitige koronalen Kraniosynostose, vorzeitige Schließung von einer Seite der Naht, das über der Spitze der den Kopf von Ohr zu Ohr.
Kinder mit Kraniosynostose fast universell haben Operation wieder zu öffnen und die Nähte können normale Wachstum der Boney Platten des Schädels. Vorzeitige Schließung der Fäden bewirkt, dass der Schädel und das Gehirn unter zu verformen. Doch die Forscher hatten wenige CT-und MRT-Bildern für die Arbeit mit, weil auch, wenn die beiden CT-und MRT erworben werden für einen Patienten, sie sind nur selten erhalten am gleichen Tag.
"Wir sind sehr konservativ in verlangen, dass die zwei Arten von Bildern getroffen werden, innerhalb einer 24-Stunden-Zeitraum", sagt Richtsmeier. "Early Gehirn und Schädel Wachstum sind so schnell, dass, wenn die Bilder wurden Wochen, sie wäre nicht eine genaue Passform." T-Scans einen drei-dimensionalen Bildes des Schädels während der MRT eine drei-dimensionale Gehirn Bild.
Die Forscher Vorsicht, dass die Zahl der Säuglinge studierte in diesem kleinen Weg ist an dieser Stelle, aber sie festgestellt, dass das Gehirn und Schädel sind stark integriert.
"Wir erwarten auch, um zu sehen, höhere Korrelation zwischen diesen Gehirn und Schädel Maßnahmen, die in unmittelbarer Nähe zueinander anatomisch, aber wir konnten nicht", sagt Richtsmeier. "Wir haben festgestellt, dass die stärkere statistische Beziehungen zwischen neuronalen Strukturen in der Nähe der Spitze des Gehirns und Boney Funktionen an der Basis der Schädel."
Um die Korrelationen zwischen den Schädel und das Gehirn, die Forscher erste hatte Standorten zu finden, die genau gefunden wieder und wieder. Auffinden wurde zuverlässige Marker erleichtert über die starre Schädel als auf das Gehirn. Co-Autor des Papiers, Kristina Aldridge, ehemaliger Post-Forscher an der Penn State und jetzt in Washington Universität, befasste sich mit der Reproduzierbarkeit von Standard-anatomische Merkmale auf den Schädel und Gehirn.
"Wir haben festgestellt, dass das Gehirn Wahrzeichen Menschen häufig sehr variabel und hatte den größten Fehler in der Reproduzierbarkeit", sagt Richtsmeier. "Wir wählten schließlich Gehirn Standorten, die leichter zu identifizieren zuverlässig wie die meisten hinteren Punkt oder die Zentroid von kleinen neuronalen Strukturen."
Die Forscher nicht vergleichen, ein Gehirn in einen anderen oder ein Schädel auf einem anderen, noch hat sie die Daten in einem Koordinatensystem. Stattdessen, sie messen die Korrelationen zwischen Maßnahme auf Gehirn und diejenigen, die am Schädel. Insgesamt stellten sie fest, dass die Korrelationen zwischen Gehirn und Schädel waren sehr hoch.
Da normale Säuglinge fast nie haben MRT-und CT-Scans erfolgt an der gleichen Zeit gibt es keine Kontrollen zur Verfügung, mit denen zu vergleichen, die Korrelation der Schädel mit Gehirn-Messungen. Denn auch Säuglinge mit Kraniosynostose in der Regel nicht über beide CT-und MRT-Scans erfolgt am selben Tag, die verfügbaren Studie Bevölkerung ist klein, aber die Forscher Plan zur Erhöhung der Zahl der Kinder untersucht.
Richtsmeier stellt fest, dass aus medizinischer Sicht, die Forscher wollen, finden genetische Mechanismus zugrunde liegenden Kraniosynostose, so dass das Problem kann verhindert oder geheilt. Von einem evolutionären Gesichtspunkten, Forscher konzentrieren sich auf die Entwicklungs-Grundlage für die physische Veränderungen in den fossilen Rekord und schlägt Hypothesen über die Entwicklung der genetischen Merkmale, die für diese Veränderungen. Die Forscher schlagen vor, dass die genetische Basis der komplexen regulatorischen Sequenzen, die dazu führen, dass die Änderungen dokumentiert in Kraniosynostose Säuglinge Mai auch für die beobachteten Veränderungen in der Evolution der Wirbeltiere Schädel.
Die Forscher sind Richtsmeier; Aldridge; Valerie B. Deleon und Jayesh Panchal, The Johns Hopkins School of Medicine; Alex A. Kane, Johns Hopkins und Washington University School of Medicine; Jeffrey L. Marsh, St. John's Mercy Medical Center, St. Louis; Yan Peng, Informatiker, der Penn State Anthropologie-Abteilung, und Theodore M. Cole III, University of Missouri - Kansas City.
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Artikel angepasst von Medical News Today aus Original-Pressetext.
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Die National Institutes of Health unterstützt diese Forschung.
Kontakt: Andrea Elysées entfernt Messer
aem1@psu.edu
Penn State