Een EEG van iemand in rust. Andrii Cherninskyi/Wikimedia

EEG kan autisme accuraat voorspellen bij jonge baby's

De diagnose van autisme is vaak moeilijk te stellen, vooral bij jonge kinderen, en ze wordt nu vaak pas op twee of drie jaar gesteld. Een nieuwe studie toont dat aan de hand van een elektro-encefalogram, een goedkope, niet-invasieve manier om de elektrische activiteit in de hersenen te meten, accuraat voorspeld kan worden of baby's risico lopen op het ontwikkelen van autismespectrumstoornis, of dat net uit te sluiten. Dat kan zelfs al bij baby's van slechts drie maanden, en het opent de mogelijkheid voor een vroeger ingrijpen dan nu het geval is.

De studie van een team aan het Boston Children's Hospital analyseerde de gegevens van het Infant Sibling Project - nu het Infant Screening Project -, een samenwerking tussen het ziekenhuis en Boston University om de vroege ontwikkeling van kinderen in kaart te brengen, en kinderen te identificeren die risico lopen op de ontwikkeling van een autismespectrumstoornis, en/of taal- en communicatieproblemen.

Professor William Bosl van de University of San Francisco en het Boston Children's Hospital, werkt al bijna tien jaar aan algoritmes om signalen te interpreteren van elektro-encefalografie (EEG), de bekende grillige lijntjes die opgewekt worden door elektrische activiteit in de hersenen. Het onderzoek van Bosl wijst erop dat zelfs een elektro-encefalogram dat er normaal uitziet, "diepe" gegevens bevat die hersenfuncties, patronen van verbindingen tussen hersencellen en structuren weerspiegelen, en die alleen gevonden kunnen worden met computeralgoritmes. 

Het Infant Screening Project voorzag Bosl en zijn team van de EEG-gegevens van 99 baby's waarvan aangenomen werd dat ze een hoog risico liepen op autismespectrumstoornis, aangezien ze een oudere broer of zus hadden met die diagnose. Daarnaast kreeg het team ook de gegevens van een controlegroep van 89 baby's die weinig risico liepen, zonder een broer of zus met de stoornis.

De EEG's werden genomen op 3, 6, 9, 12, 18, 24 en 36 maanden door een net met 128 sensoren over de schedel van de baby's te plaatsen, terwijl ze op hun moeders schoot zaten, en een onderzoeker bellen blies om hen af te leiden. Al de baby's ondergingen ook uitgebreide gedragsevaluaties aan de hand van het Autism Diagnostic Observation Schedule (ADOS), een beproefd klinisch diagnose-instrument. 

Een net met sensoren voor een EEG.

Meer dan 95 procent accuraat

De computeralgoritmes van Bosl analyseerden zes verschillende frequenties van het EEG, waarbij ze een scala van metingen van de complexiteit van het signaal gebruikten. Die metingen kunnen verschillen weerspiegelen in hoe de verbindingen in de hersenen lopen, en hoe de hersenen informatie verwerken en integreren, zei Bosl in een mededeling van het Boston Children's Hospital die gepubliceerd is in Science Daily.

De algoritmen voorspelden een klinische diagnose van autismespectrumstoornis met een hoge specificiteit en gevoeligheid, en waren op sommige leeftijden in meer dan 95 procent van de gevallen accuraat.

"De resultaten waren verbluffend", zei Bosl in de mededeling. "Onze voorspellende accuraatheid was bijna 100 procent op een leeftijd van 9 maanden. We waren ook in staat om de ernst van de stoornis te voorspellen, zoals die aangegeven wordt door de Autism Diagnostic Observation Schedule Calbrated Severity Score, met een behoorlijk grote betrouwbaarheid, eveneens op een leeftijd van negen maanden."

Verschillende trajecten

Bosl denkt dat de vroege verschillen in de complexiteit van de signalen in de hersenen, die teruggaan op verschillende aspecten van de activiteit in het brein, passen in het denkbeeld dat autisme een aandoening is die begint tijdens de vroege ontwikkeling van de hersenen, maar die verschillende trajecten kan volgen. Met andere woorden, een genetische vatbaarheid voor autisme kan in de loop van de ontwikkeling beïnvloed worden door andere factoren.

"We denken dat baby's die een oudere broer of zuster met autisme hebben, een genetische vatbaarheid kunnen hebben om autisme te ontwikkelen", zei dokter Charles Nelson in de mededeling in Science Daily. "Dit verhoogde risico, mogelijk in een wisselwerking met een andere genetische of omgevingsfactor, maakt dat sommige baby's autisme ontwikkelen - hoewel zeker niet allemaal, aangezien we weten dat vier van de vijf baby's met een broer of zus met autisme, geen autisme ontwikkelen." Nelson is het hoofd van de Laboratories of Cognitive Neuroscience in het Boston Children's Hospital en een mede-auteur van de studie.

"EEG's zijn goedkoop, niet-invasief en makkelijk in te passen in de controle-onderzoeken van gezonde baby's. Hun betrouwbaarheid in het voorspellen of een baby al dan niet autisme zal ontwikkelen, opent de mogelijkheid om zeer vroeg in te grijpen, nog voor duidelijke gedragssymptomen opduiken. Dit zou kunnen leiden tot een beter resultaat, en misschien zelfs sommige gedragingen kunnen voorkomen die geassocieerd worden met autismespectrumstoornis", zo zei Nelson. 

De studie van Bosl, Nelson en Helen Tager-Flusberg is gepubliceerd in "Scientific Reports".