Magnetoencephalography in neonatology

SummaryMagnetoencephalography (MEG) is a noninvasive method to study brain activity. In the previous decade the advantages of MEG — good temporal resolution combined with good spatial resolution allowing separation of activated brain areas — have been successfully used in gaining new information about the neonatal brain functioning. In this review, we discuss the findings from studies of spontaneous magnetoencephalogram and evoked responses to somatosensory, auditory, and visual stimulation. Our group has shown that stimulation of the upper limb in neonates evokes a response sequence reflecting activation of both primary (SI) and secondary somatosensory (SII) cortices. Like in mature brains, the earliest cortical response to median nerve stimulation reflects the arrival of afferent information to SI. However, source modeling of the subsequent activation from SI suggests immature cortical functioning in neonates. Another feature typical for neonates is that the SII response is prominent in quiet sleep, unlike in adults in whom it diminishes in sleep. Interestingly, in very prematurely-born infants, we found alterations of the somatosensory responses at both group and individual levels. MEG provides a novel way to look at brain activity in neonates and can be used to increase knowledge of the development of brain processing and its disturbances.

RésuméLa magnétoencéphalographie (MEG) constitue une méthode non invasive d’étude de l’activité cérébrale. Durant les dix dernières années, les avantages de la MEG — combinaison d’une excellente résolution temporelle et d’une résolution spatiale suffisante pour séparer les aires cérébrales activées — ont été exploités avec profit pour mieux comprendre le fonctionnement cérébral du nouveau-né. Dans cet article de revue, nous discutons les résultats d’études portant sur le magnétoencéphalogramme spontané et les réponses magnétiques induites par des stimuli somatosensoriels, auditifs et visuels. Notre groupe a démontré que des stimulations des membres supérieurs chez les nouveau-nés évoquaient des réponses reflétant l’activation des cortex somatosensoriels à la fois primaire (SI) et secondaire (SII). Comme chez les adultes, la réponse corticale la plus précoce à la stimulation du nerf médian reflète l’arrivée des influx afférents dans SI. En revanche, la modélisation de source des activations ultérieures suggère que la genèse corticale des réponses somesthésiques obéirait à des mécanismes différents chez les nouveau-nés et les adultes. Une autre caractéristique des réponses des nouveaux-nés est que, chez ces derniers, la réponse SII serait dominante durant le sommeil calme, au contraire des adultes où elle tend à diminuer durant le sommeil. Un élément intéressant est, chez les grands prématurés, l’observation d’altérations des potentiels évoqués somesthésiques aussi bien dans les études de groupes que dans les études individuelles. En conclusion, la MEG constitue une nouvelle méthode d’évaluation de l’activité cérébrale chez les nouveau-nés et peut être utilisée pour l’étude du développement normal ou anormal du traitement des informations au niveau cérébral.