Pseudo-TORCH syndrome (PTS) is characterized by microcephaly, enlarged ventricles, cerebral calcification, and, occasionally, by systemic features at birth resembling the sequelae of congenital infection but in the absence of an infectious agent. Genetic defects resulting in activation of type 1 interferon (IFN) responses have been documented to cause Aicardi-Goutières syndrome, which is a cause of PTS. Ubiquitin-specific peptidase 18 (USP18) is a key negative regulator of type I IFN signaling. In this study, we identified loss-of-function recessive mutations of USP18 in five PTS patients from two unrelated families. Ex vivo brain autopsy material demonstrated innate immune inflammation with calcification and polymicrogyria. In vitro, patient fibroblasts displayed severely enhanced IFN-induced inflammation, which was completely rescued by lentiviral transduction of USP18. These findings add USP18 deficiency to the list of genetic disorders collectively termed type I interferonopathies. Moreover, USP18 deficiency represents the first genetic disorder of PTS caused by dysregulation of the response to type I IFNs. Therapeutically, this places USP18 as a promising target not only for genetic but also acquired IFN-mediated CNS disorders.

Abstract Background Early neurorehabilitation can enhance neurocognitive outcomes in very preterm infants (<32 weeks), and conventional magnetic resonance imaging (MRI) is commonly used to assess neonatal brain injury; however, the predictive value for neurodevelopmental delay is limited. Timely predictive quantitative biomarkers are needed to improve early identification and management of infants at risk of neurodevelopmental delay. Objective To evaluate the potential of quantitative synthetic MRI measurements at term-equivalent age as predictive biomarkers of neurodevelopmental impairment and establish practical cutoff values to guide clinical decision-making. Materials and methods This retrospective study included 93 very preterm infants who underwent synthetic MRI at term-equivalent age between January 2017 and September 2020. Clinical outcomes were assessed using the Bayley-III scale of infant development (mean age 2.1 years). The predictive value for impaired development was analyzed using receiver operating characteristic curves for synthetic MRI-based volumetry and T1 and T2 relaxation measurements. Results The T1 relaxation time in the posterior limb of the internal capsule was a potent predictor of severe (sensitivity, 92%; specificity, 80%; area under the curve (AUC), 0.91) and mild or severe (AUC, 0.75) developmental impairment. T2 relaxation time in the posterior limb of the internal capsule was a significant predictor of severe impairment (AUC, 0.76), whereas the brain parenchymal volume was a significant predictor of severe (AUC, 0.72) and mild or severe impairment (AUC, 0.71) outperforming the reported qualitative MRI scores (AUC, 0.66). Conclusion The proposed cutoff values for T1 relaxation time in the posterior limb of the internal capsule and for total brain volume measurements, derived from synthetic MRI, show promise as predictors of both mild and severe neurodevelopmental impairment in very preterm infants. Graphical Abstract

The aim of this study was to investigate the relationship between sleep stages and neural microstructure - measured using diffusion tensor imaging - of the posterior limb of the internal capsule and corticospinal tract in preterm infants.

Abstract Preterm birth disrupts the emerging foundations of the brain’s architecture, and the continuum of early-life stress-provoked alterations reaches from a healthy adaptation with resilience to severe vulnerability and maladjustment with psychopathology. The current study examined how structural brain development is affected by a stressful extra-uterine environment and whether changes in topological architecture at term-equivalent age could explain the increased vulnerability for behavioral symptoms during early childhood. Longitudinal changes in structural brain connectivity were quantified using diffusion-weighted imaging (DWI) and tractography in preterm born infants (gestational age <28 weeks), imaged at 30 and/or 40 weeks of gestation ( N =145, 43.5% female). A global index of postnatal stress was based on invasive procedures during hospitalization (e.g., heel lance). Infants were classified as vulnerable and resilient based on having more or less internalizing symptoms at 2-5 years of age ( n =71). Findings were replicated in an independent validation sample ( N =123, 39.8% female, n =91 with follow-up). Higher stress levels impaired structural connectivity growth in the amygdala, insula, hippocampus, and posterior cingulate cortex. The hippocampus, amygdala, and subthalamic nucleus showed lower global connectivity in vulnerable relative to resilient individuals. The distinct characteristics of the resilient brain allowed for a good predictive accuracy of group membership using local network measures (80%, p <10 −5 , κ=0.61). These findings emphasize the detrimental impact of postnatal stress and, more importantly, the relative plasticity of the preterm brain. Resilience following postnatal stress appertains to a potential compensatory or innate ability to propagate global information flow. Significance Statement The underdeveloped preterm brain is exposed to various external stimuli following birth. Although the importance of early adversity has been widely recognized, the essential understanding of the effects of early chronic stress on neonatal brain networks as well as the remarkable degree of resilience is not well understood. We aim to provide an increased understanding of the impact of postnatal stress on brain development between 30 and 40 weeks of gestation and describe the topological architecture of a resilient brain. We observed global alteration in neonatal brain networks following postnatal stress and identified key contributive regions conferring resilience to the development of future internalizing symptoms.

Introduction: In term neonates with hypoxic-ischemic encephalopathy (HIE), cerebellar injury is becoming more and more acknowledged. Animal studies demonstrated that Purkinje cells (PCs) are especially vulnerable for hypoxic-ischemic injury. In neonates, however, the extent and pattern of PC injury has not been investigated. The aim of this study was to determine the distribution of PC injury in the cerebellar vermis of term born neonates with HIE. Methods: Term born neonates with HIE that underwent post-mortem autopsy of the cerebellar vermis were included. Haematoxylin & Eosin (H&E) stained sections of the vermis were used to determine total PC count and morphology (normal, abnormal or non-classified) at the bases and crown of the folia and of the lobules in both the anterior and posterior lobes. Differences in PC count and PC morphology between the anterior and posterior lobe and between the bases and crown were calculated using the paired samples T-test or Wilcoxon-signed rank test. Results: The total number of PCs were significantly higher at the crown compared to the bases (p<0.001) irrespective of the precise location. Besides, PCs at the bases more often had an abnormal morphology. No significant difference between the total number of PCs in the anterior and posterior lobe was observed. Conclusion: The abnormal PC count and morphology in term neonates with HIE resembles supratentorial ulegyria.### Competing Interest StatementThe authors have declared no competing interest.

Objectives This study investigated changes in the length of stay (LoS) at a level III/IV neonatal intensive care unit (NICU) and level II neonatology departments until discharge home for very preterm infants and identified factors influencing these trends. Design Retrospective cohort study based on data recorded in the Netherlands Perinatal Registry between 2008 and 2021. Setting A single level III/IV NICU and multiple level II neonatology departments in the Netherlands. Participants NICU-admitted infants (n=2646) with a gestational age (GA) <32 weeks. Main outcome measures LoS at the NICU and overall LoS until discharge home. Results The results showed an increase of 5.1 days (95% CI 2.2 to 8, p<0.001) in overall LoS in period 3 after accounting for confounding variables. This increase was primarily driven by extended LoS at level II hospitals, while LoS at the NICU remained stable. The study also indicated a strong association between severe complications of preterm birth and LoS. Treatment of infants with a lower GA and more (severe) complications (such as severe retinopathy of prematurity) during the more recent periods may have increased LoS. Conclusion The findings of this study highlight the increasing overall LoS for very preterm infants. LoS of very preterm infants is presumably influenced by the occurrence of complications of preterm birth, which are more frequent in infants at a lower gestational age.

The thalamic nuclei develop before a viable preterm age. GABAergic neuronal migration is especially active in the third trimester. Thalamic axons meet cortical axons during subplate activation and create the definitive cortical plate in the second and third trimesters. Default higher-order cortical driver connections to the thalamus are then replaced by the maturing sensory networks, in a process that is driven by first-order thalamic neurons. Surface electroencephalographic activity, generated first in the subplate and later in the cortical plate, gradually show oscillations based on the interaction of the cortex with thalamus, which is controlled by the thalamic reticular nucleus. In viable newborn infants, in addition to sensorimotor networks, the thalamus already contributes to visual, auditory, and pain processing, and to arousal and sleep. Isolated thalamic lesions may present as clinical seizures. In addition to asphyxia and stroke, infection and network injury are also common. Cranial ultrasound can be used to classify neonatal thalamic injuries based on functional parcelling of the mature thalamus. We provide ample illustration and a detailed description of the impact of neonatal focal thalamic injury on neurological development, and discuss the potential for neuroprotection based on thalamocortical plasticity.

Many children suffer from neurodevelopmental aberrations that have long-term effects. To understand the consequences of pathological processes during particular periods in neurodevelopment, one has to understand the differences in the developmental timelines of brain regions. The cerebellum is one of the first brain structures to differentiate during development but one of the last to achieve maturity. This relatively long period of development underscores its vulnerability to detrimental environmental exposures throughout gestation. Moreover, as postnatal functionality of the cerebellum is multifaceted, enveloping sensorimotor, cognitive, and emotional domains, prenatal disruptions in cerebellar development can result in a large variety of neurological and mental health disorders. Here, we review major intrauterine insults that affect cerebellar development in both humans and rodents, ranging from abuse of toxic chemical agents, such as alcohol, nicotine, cannabis, and opioids, to stress, malnutrition, and infections. Understanding these pathological mechanisms in the context of the different stages of cerebellar development in humans and rodents can help us to identify critical and vulnerable periods and thereby prevent the risk of associated prenatal and early postnatal damage that can lead to lifelong neurological and cognitive disabilities. The aim of the review is to raise awareness and to provide information for obstetricians and other healthcare professionals to eventually design strategies for preventing or rescuing related neurodevelopmental disorders.

Abstract Background Preterm born infants are at risk for brain injury and subsequent developmental delay. Treatment options are limited, but optimizing postnatal nutrition may improve brain- and neurodevelopment in these infants. In pre-clinical animal models, combined supplementation of docosahexaenoic acid (DHA), choline, and uridine-5-monophosphate (UMP) have shown to support neuronal membrane formation. In two randomized controlled pilot trials, supplementation with the investigational product was associated with clinically meaningful improvements in cognitive, attention, and language scores. The present study aims to assess the effect of a similar nutritional intervention on brain development and subsequent neurodevelopmental outcome in infants born very and extremely preterm. Methods This is a randomized, placebo-controlled, double-blinded, parallel-group, multi-center trial. A total of 130 infants, born at less than 30 weeks of gestation, will be randomized to receive a test or control product between term-equivalent age and 12 months corrected age (CA). The test product is a nutrient blend containing DHA, choline, and UMP amongst others. The control product contains only fractions of the active components. Both products are isocaloric powder supplements which can be added to milk and solid feeds. The primary outcome parameter is white matter integrity at three months CA, assessed using diffusion-tensor imaging (DTI) on MRI scanning. Secondary outcome parameters include volumetric brain development, cortical thickness, cortical folding, the metabolic and biochemical status of the brain, and product safety. Additionally, language, cognitive, motor, and behavioral development will be assessed at 12 and 24 months CA, using the Bayley Scales of Infant Development III and digital questionnaires (Dutch version of the Communicative Development Inventories (N-CDI), Ages and Stages Questionnaire 4 (ASQ-4), and Parent Report of Children’s Abilities – Revised (PARCA-R)). Discussion The investigated nutritional intervention is hypothesized to promote brain development and subsequent neurodevelopmental outcome in preterm born infants who have an inherent risk of developmental delay. Moreover, this innovative study may give rise to new treatment possibilities and improvements in routine clinical care. Trial registration WHO International Clinical Trials Registry: NL-OMON56181 (registration assigned October 28, 2021).