Análisis de los efectos a largo plazo de la nutrición precoz sobre el neurodesarrollo en los niños mediante técnicas de minería de datosbase de datos NUTRIMENTHE

Resumen

El estado nutricional y la alimentación materna durante la gestación van a jugar un papel fundamental en el neurodesarrollo de los niños. La deficiencia de nutrientes funcionales en periodos críticos del desarrollo, puede acarrear alteraciones del desarrollo estructural y funcional del cerebro de los niños con consecuencias en el neurodesarrollo a largo plazo. El proyecto NUTRIMENTHE ha permitido obtener una ingente cantidad de datos que ha facilitado evaluar el efecto de la dieta sobre el rendimiento mental de los niños procedentes de siete países de la Unión Europea mediante la creación de la base global NUTRIMENTHE. La base NUTRIMENTHE está compuesta por tres cohortes: a) Proyecto NUHEAL Follow-up (Nutraceuticals for a Healthy Life) – España, Alemania y Hungría; b) Proyecto CHOP (Childhood Obesity Project) – Alemania, España, Italia, Polonia y Bélgica; y, c) Generation R – Países Bajos. Los niños pertenecientes a estas cohortes fueron evaluados a los 7 y 9 años de edad, mediante la NUTRIMENTHE Neuropsychological Battery (NNB), batería de tests neuropsicológicos especialmente diseñada para este fin, capaz de cubrir todo el espectro funcional del cerebro a través de una exploración por diferentes dominios cerebrales (percepción, motricidad, atención, memoria, lenguaje, funciones ejecutivas, velocidad de procesamiento). La NNB fue consensuada y traducida a los diferentes idiomas de los países implicados. Los problemas de desarrollo del comportamiento también se evaluaron mediante el test Children’s Behavior Checklist (CBCL) para medir los posibles problemas de comportamiento. Además, los niños del Proyecto NUHEAL participaron en una evaluación funcional del cerebro a los 9.5 años mediante Resonancia Magnética Funcional en Reposo (rs-fMRI), que ha aportado datos de máximo interés. Junto a los datos neuropsicológicos y de neuroimagen previamente mencionados, se obtuvieron datos correspondientes a potenciales variables confusoras, tales como: edad materna, nivel educativo de la madre y del padre, tabaquismo durante el embarazo, edad gestacional, antropometría al nacimiento y lactancia materna durante al menos los tres primeros meses de vida,… así como datos evolutivos de las diferentes cohortes, desde el nacimiento hasta la edad de 9.5 años. El principal objetivo del presente estudio es el de aplicar técnicas de minería de datos y estadística avanzada a la base de datos global NUTRIMENTHE, y extraer conocimientos útiles y publicables en el ámbito de la nutrición clínica y desarrollo cerebral. Después de preparar el conjunto de datos con técnicas de pre-procesamiento avanzadas, se aplicaron los procesos de descubrimiento de información (KDD-Knowledge Discovery in Databases) en sus dos vertientes principales: Aprendizaje supervisado y No Supervisado. En el primer estudio, mediante el uso reglas de asociación sobre el conjunto de datos total de la base NUTRIMENTHE, se comprobó una relación causa-efecto entre el tabaquismo materno durante el embarazo y el desarrollo de problemas externalizantes de conducta en los niños en edad escolar. No obstante, la lactancia materna durante los tres primeros meses de vida, así como el nivel educativo de los padres parecen contrarrestar los efectos nocivos del tabaquismo materno. El segundo estudio se llevó a cabo con los datos obtenidos en el Proyecto NUHEAL; los resultados sugieren que la suplementación prenatal con FO se asoció a una mayor velocidad de procesamiento en las tareas del test CCTT-1 en los niños en edad escolar. Se comprueba que el índice AA/DHA materno en el momento del parto y la heterozigosis materna de la variante genética rs174556 de las FADS1 se asocian positivamente a la velocidad de procesamiento de los hijos a los 9 años. Por el contrario, las concentraciones de tHcy en el plasma materno en el momento del parto muestran un efecto negativo sobre la velocidad de procesamiento del niño a los 9 años. En el tercer estudio, a los 9.5 años de edad, los niños cuyas madres recibieron suplementación prenatal con FO, mostraron una conectividad funcional débil en la red neuronal por defecto, y en las redes sensoriomotriz y frontoparietal comparadas con las muestran aquellos niños cuyas madres recibieron placebo o 5-metil-tetrahidrofolato (5-MTHF). Gracias a las técnicas de predicción y selección de características sobre la base de datos de NUHEAL, se pudo comprobar una asociación negativa entre conectividad funcional y las tareas de atención y velocidad de procesamiento en los hijos de madres suplementadas con 5-MTHF y/o placebo. Conclusiones 1. Las técnicas de minería de datos resultan de vital importancia a la hora de descubrir conocimiento oculto en una base de datos de grandes dimensiones, teniendo en cuenta que la adquisición de datos ha conllevado un gran esfuerzo, así como la cantidad de recursos destinados a dicha labor. 2. Gracias al uso de reglas de asociación, se justifica el hecho de que el tabaquismo materno durante la gestación puede influir en el desarrollo conductual de los niños en edad escolar, por lo que resulta de vital importancia fomentar la políticas anti-tabaco especialmente para concienciar a las mujeres en edad de concebir y embarazadas. 3. Los niños cuyas madres recibieron aceite de pescado (FO: 500 mg de DHA/día + 150 mg EPA/día) durante la gestación mostraron una mayor velocidad en la resolución de las tareas del CCTT1. El índice ácido araquidónico (ARA)/DHA materno al final de la gestación, y la heterocigosis de la variante genética rs174556 de la FADS1 ejercen un efecto beneficioso a largo plazo sobre la velocidad de procesamiento que muestran los niños a los 9 años de edad. El incremento de la Homocisteína total durante la gestación predice una menor velocidad de procesamiento cognitivo en los hijos a los 9 años de edad. 4. Gracias a la técnica de análisis de componentes independientes, la suplementación materna con FO aceite de pescado durante el embarazo parece tener efectos a largo plazo sobre sobre la conectividad funcional cerebral de los niños en edad escolar que se asocia a un mejor desarrollo del procesamiento cognitivo. 5. Se refuerza la hipótesis de la posibilidad de una programación nutricional precoz (Early Nutrition Programming) que determina efectos a muy largo plazo sobre el funcionamiento cerebral en los hijos.