Effects of Anti-Epileptic Drugs on Infant Brain Networks

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Perustieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Date
2020-10-19
Department
Major/Subject
Complex Systems
Mcode
SCI3060
Degree programme
Master’s Programme in Life Science Technologies
Language
en
Pages
48
Series
Abstract
The aim of this thesis was to study effects of anti-epileptic drugs in the infant brain using functional connectivity networks defined by phase and amplitude correlations in EEG measurements. Prenatal exposure to anti-epileptic drugs is a well-known cause of problems like decreased cognitive function later in life. Connectivity matrices derived from EEG measurements of 56 newborns with prenatal exposure to anti-epileptic drugs and 67 healthy controls were used in the analysis. EEG measurements collected during both active sleep and quiet sleep were used, and both phase-phase and amplitude-amplitude correlation was used in defining the brain networks. Network connectivity was studied using multiple network metrics that give information about network segregation and integration. In addition, correlation between network statistics and neurodevelopmental assessment in the age of two was studied. Significant differences were found in efficiency and clustering of the networks between the AED-exposed newborns and healthy controls. Also, differences in the networks was found using a method called the network-based statistic. These results indicate that functional connectivity could be useful in the examination of the effects of anti-epileptic drugs to the infant brain.

Raskaudenaikainen altistuminen epilepsialääkkeille lisää lapsen riskiä muun muassa kognitiivisen suorituskyvyn alenemalle. Tämän diplomityön tavoitteena oli tutkia epilepsialääkkeiden vaikutusta vastasyntyneiden aivojen funktionaalisiin verkostoihin. Tähän käytettiin aivosähkökäyräsignaaleista sekä vaihekorrelaation että amplitudikorrelaation mukaan määriteltyjä verkostoja. Verkostoja analysoitiin graafiteoreettisin menetelmin. Tutkimuksessa oli mukana 56 raskauden aikana epilepsialääkkeille altistunutta vastasyntynyttä sekä 67 tervettä verrokkia. Aivosähkökäyrää oli tallennettu sekä syvän että REM-unen aikana. Lasten neurologista kehitystä oli myös tutkittu kahden vuoden iässä, ja verkostoanalyysin tuloksia vertailtiin lopuksi lasten kehitykseen liittyviin tuloksiin. Epilepsialääkkeille altistuneiden ja verrokkiryhmän aivoverkostojen välillä havaittiin eroavaisuuksia verkostojen tehokkuudessa ja klusteroitumisessa. Tulokset viittaavat siihen, että funktionaalisia verkostoja voitaisiin tulevaisuudessa käyttää apuna tutkittaessa epilepsialääkkeiden vaikutusta vastasyntyneiden aivoihin.
Description
Supervisor
Linna, Riku
Thesis advisor
Vanhatalo, Sampsa
Tokariev, Anton
Keywords
electroencephalography, functional connectivity, newborn, antiepileptic drugs
Other note
Citation