Trabecular Analysis of the Distal Radial Metaphysis during the Acquisition of Crawling and Bipedal Walking in Childhood: A Preliminary Study

• Autores: Antony Colombo, Nicola B. Stephens, Zewdi J. Tsegai, Matteo Bettuzzi, Maria Pia Morigi, Maria Giovanna Belcastro, Jean-Jacques Hublin
• Localización: Bulletins et Mémoires de la Société d'Anthropologie de Paris, ISSN-e 1777-5469, Vol. 31, Nº. 1-2 (La variabilité morphologique en paléoanthropologie : de nouvelles approches, de nouveaux enjeux ? ), 2019, págs. 43-51
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Analyse de la micro-architecture trabéculaire de la métaphyse distale du radius pendant l’acquisition de la marche bipède chez l’enfant : étude préliminaire
• Enlaces
  • Texto completo
• Resumen
  • English

    In modern day populations, children following a normal pattern of development acquire independent bipedal locomotion between the ages of 9 and 18 months. Variability in the timing of this psychomotor developmental milestone depends on various factors, including cultural influences. It is well known that trabecular bone adapts to changes in biomechanical loading and that this can be influenced by alternative locomotor modes, such as crawling, which may be adopted before the acquisition of bipedal locomotion. With the onset of crawling, increased loading of the distal metaphysis of the radius, a component of the wrist, may lead to changes in trabecular bone architecture. To test this hypothesis, eight distal metaphyses of the radius of nonpathological children aged 0 to 3 years from the Bologna collection of identified skeletons were μCT-scanned at a resolution of 10.7 μm. The microarchitectural parameters of the trabecular bone (trabecular bone volume fraction, trabecular thickness, trabecular spacing, and trabecular ellipsoid factor) were quantified for the entire metaphysis and 3D morphometric maps of the distribution of the bone volume fraction were generated. Analysis of these microarchitectural parameters and the 3D morphometric maps show changes in the trabecular bone structure between 6 and 15 months, the period during which both crawling and bipedalism are acquired. This preliminary study analyzed the trabecular structure of the growing radius in three dimensions for the first time, and suggests that ontogenetic changes in the trabecular structure of the radial metaphysis may be related to changes in the biomechanical loading of the wrist during early locomotor transitions, i.e. the onset of crawling. Moreover, microarchitectural analysis could supply important information on the developmental timing of locomotor transitions, which would facilitate interpretations of locomotor development in past populations.

  • français

    Dans les populations actuelles, les enfants présentant un développement normal acquièrent une marche bipède autonome entre les âges de 9 et 18 mois. La variabilité dans le rythme de l’acquisition de cette étape clé du développement psychomoteur dépend aussi de divers facteurs culturels. Il est bien connu que l’os trabéculaire réagit aux changements biomécaniques et que les modes de locomotion alternatifs adoptés avant l’acquisition de la bipédie (e.g. marche à quatre pattes) peuvent influencer la structure de l’os trabéculaire. Une augmentation de la charge sur la métaphyse distale du radius, l’une des composantes de l’articulation du poignet, très sollicitée pendant la marche à quatre pattes, pourrait entrainer des changements micro-architecturaux trabéculaires associés. Pour tester cette hypothèse, huit métaphyses de radius d’enfants ne présentant aucun signe pathologique, d’âges compris entre 0 et 3 ans, provenant de la collection ostéologique de référence de Bologne, ont été microscannés à une résolution de 10,7 μm. Les paramètres microarchitecturaux de l’os trabéculaire (la fraction volumique d’os trabéculaire, l’épaisseur trabéculaire, l’espacement trabéculaire, et le facteur ellipsoïdal trabéculaire) ont été quantifiés sur l’ensemble de lamétaphyse et des cartographies morphométriques 3D de la distribution de de la fraction volumique d’os trabéculaire ont été générées. L’analyse de paramètre microarchitecturaux et des cartes morphométriques 3D a montré des changements importants dans la structure osseuse trabéculaire entre 6 et 15 mois, période pendant laquelle locomotion alternative et marche bipède sont acquises. Cette étude préliminaire a analysé pour la première fois la structure trabéculaire tridimensionelle de radius en croissance et suggère que les changements ontogéniques de la structure trabéculaire de la métaphyse radiale pourraient être reliés aux changements biomécaniques spécifiques à l’utilisation du poignet pendant les transitions locomotrices précoces. De plus, l’analyse microarchitecturale pourrait fournir des informations importantes sur les rythmes de développement de l’acquisition locomotrice de l’enfant, ce qui permettrait d’interpréter leur développement psychomoteur dans les populations du passé.