In the absence of any overt task performance, it has been shown that spontaneous, intrinsic brain activity is expressed as systemwide, resting-state networks in the adult brain. However, the route to adult patterns of resting-state activity through neuronal development in the human brain is currently unknown. Therefore, we used functional MRI to map patterns of resting-state activity in infants during sleep. We found five unique resting-states networks in the infant brain that encompassed the primary visual cortex, bilateral sensorimotor areas, bilateral auditory cortex, a network including the precuneus area, lateral parietal cortex, and the cerebellum as well as an anterior network that incorporated the medial and dorsolateral prefrontal cortex. These results suggest that resting-state networks driven by spontaneous signal fluctuations are present already in the infant brain. The potential link between the emergence of behavior and patterns of resting-state activity in the infant brain is discussed.

The functional network topology of the adult human brain has recently begun to be noninvasively mapped using resting-state functional connectivity magnetic resonance imaging and described using mathematical tools originating from graph theory. Previous studies have revealed the existence of disproportionally connected brain regions, so called cortical hubs, which act as information convergence zones and supposedly capture key aspects of how the brain's architecture supports human behavior and how it is affected by disease. In this study, we present results showing that cortical hubs and their associated cortical networks are largely confined to primary sensory and motor brain regions in the infant brain. Our findings in infants stand in stark contrast to the situation found in adults where the majority of cortical hubs and hub-related networks are located in heteromodal association cortex. Our findings suggest that the functional network architecture in infants is linked to support tasks that are of a perception-action nature.

Importance

Active perinatal care increases survival of extremely preterm infants; however, improved survival might be associated with increased disability among survivors.

Objective

To determine neurodevelopmental outcome in extremely preterm children at 2.5 years (corrected age).

Design, Setting, and Participants

Population-based prospective cohort of consecutive extremely preterm infants born before 27 weeks of gestation in Sweden between 2004 and 2007. Of 707 live-born infants, 491 (69%) survived to 2.5 years. Survivors were assessed and compared with singleton control infants who were born at term and matched by sex, ethnicity, and municipality. Assessments ended in February 2010 and comparison estimates were adjusted for demographic differences.

Main Outcomes and Measures

Cognitive, language, and motor development was assessed with Bayley Scales of Infant and Toddler Development (3rd edition; Bayley-lll), which are standardized to mean (SD) scores of 100 (15). Clinical examination and parental questionnaires were used for diagnosis of cerebral palsy and visual and hearing impairments. Assessments were made by week of gestational age.

Results

At a median age of 30.5 months (corrected), 456 of 491 (94%) extremely preterm children were evaluated (41 by chart review only). For controls, 701 had information on health status and 366 had Bayley-lll assessments. Mean (SD) composite Bayley-III scores (cognition, 94 [12.3]; language, 98 [16.5]; motor, 94 [15.9]) were lower than the corresponding mean scores for controls (cognition, 104 [10.6]; P < .001; adjusted difference in mean scores, 9.2 [99% CI, 6.9-11.5]; language, 109 [12.3]; P < .001; adjusted difference in mean scores, 9.3 [99% Cl, 6.4-12.3]; and motor, 107 [13.7]; P < .001; adjusted difference in mean scores, 12.6 [99% Cl, 9.5-15.6]). Cognitive disability was moderate in 5% of the extremely preterm group vs 0.3% in controls (P < .001) and it was severe in 6.3% of the extremely preterm group vs 0.3% in controls (P < .001). Language disability was moderate in 9.4% of the extremely preterm group vs 2.5% in controls (P < .001) and severe in 6.6% of the extremely preterm group vs 0% in controls (P < .001). Other comparisons between the extremely preterm group vs controls were for cerebral palsy (7.0% vs 0.1%; P < .001), for blindness (0.9% vs 0%; P = .02), and for hearing impairment (moderate and severe, 0.9% vs 0%; P = .02, respectively). Overall, 42% (99% CI, 36%-48%) of extremely preterm children had no disability, 31% (99% CI, 25%-36%) had mild disability, 16% (99% CI, 12%-21%) had moderate disability, and 11% (99% CI, 7.2%-15%) had severe disability. Moderate or severe overall disability decreased with gestational age at birth (22 weeks, 60%; 23 weeks, 51%; 24 weeks, 34%; 25 weeks, 27%; and 26 weeks, 17%; P for trend < .001).

Conclusions and Relevance

Of children born extremely preterm and receiving active perinatal care, 73% had mild or no disability and neurodevelopmental outcome improved with each week of gestational age. These results are relevant for clinicians counseling families facing extremely preterm birth.

METHODS:Between 2019 and 2020, EEG recordings from two institutions that had been recorded with a ninechannel bipolar montage, and included seizure patterns, were collected.The EEG records were classifi ed into those before 37 weeks postmenstrual age (preterm EEGs) and those from 37 weeks onward (term EEGs).EEG records without seizure patterns were also collected.Using the Nihon Kohden seizure-detection program (model QL-162A), these recordings were retrospectively re-analyzed to assess the seizure-detection capability.Experienced investigators evaluated all EEGs for the presence or absence of a seizure pattern.The performance of the program at detecting seizures was investigated. RESULTS:Of the 48 term EEGs, 26 contained 496 seizure episodes.Of the 68 preterm EEGs, 17 included 276 seizure episodes.The average gestational age at recording was 39.6 weeks for the term EEGs and 33.9 weeks for the preterm EEGs.Among the term recordings, hypoxic-ischemic encephalopathy was identifi ed in 16 of the 26 cases, and 3 had neonatal-onset epilepsy.In comparison, 10 of the 17 preterm infants were diagnosed with hypoxic-ischemic encephalopathy.The seizuredetection program accurately identifi ed seizures in 25 of the 26 term infants with seizures, for a sensitivity of 0.96 and specifi city of 0.41.At the individual seizure level, the sensitivity averaged 0.48, with a false-positive rate of 0.33 (/hour).For preterm infants, 14 of 17 were correctly identifi ed with a sensitivity of 0.82 and specifi city of 0.49.The seizure detection sensitivity was 0.33 and the falsepositive rate was 0.33 (/hour).Notable characteristics of undetected seizures in preterm infants included rhythmic delta activity and brief seizure episodes.Events often misclassifi ed as seizures encompassed delta activity specifi c to preterm infants and various artifacts. CONCLUSION:Compared to term infants, the seizuredetection sensitivity was lower in preterm infants.There is a need to develop an artifi cial intelligence algorithm specifi cally trained on the unique background EEG patterns and seizure waveforms of preterm infants.