学习不好竟然是因为大脑“中枢”之间连接不良?!

作者:李彤馨/编译来源:蝌蚪五线谱发布时间:2020-03-06

不同的学习困难并不像以前我们所认为的与大脑特定区域相关。

剑桥大学的研究人员称,不同的学习困难并不像以前我们所认为的与大脑特定区域相关,相反,大脑“中枢”之间的连接不良与学习困难的关系更为紧密。

全世界有14%到30%的儿童和青少年有严重到需要外界帮助的学习困难。这些困难通常与认知或行为问题有关。在某些情况下,无法正常接受学校教育的儿童会接受特定学习困难或残疾的正式诊断,如朗读困难、计算障碍、发展性语言障碍、发育障碍(如注意力缺陷或多动症)、运动障碍或自闭症谱系障碍。

科学家们一直在努力确定大脑中可能导致这些困难的特定区域,研究涉及了无数大脑区域。例如,多动症与前扣带回皮层、尾状核、苍白球、纹状体、小脑、前额叶皮质、运动前区皮质和顶叶的大部分区域。

一种可能的解释是,每个诊断存在人与人之间的差异,以至于每个人的诊断都涉及了大脑区域的不同组合。然而,剑桥大学MRC认知和脑科学小组的一个科学家小组提出了一个更具有挑衅性的解释:事实上,没有特定的大脑区域会导致这些困难。

为了验证他们的假设,研究人员使用机器学习绘制了近479名儿童的大脑差异图,其中337名儿童有学习相关的认知问题,另外142名儿童则作为对比样本。该算法解释了大量认知、学习、行为测量以及使用磁共振成像(MRI)进行大脑扫描所获取的数据。研究结果发表在《当代生物学》上。

研究人员发现,大脑差异没有映射到给孩子的任何标签上,换句话说,没有大脑区域与多动症等相关。更令人惊讶的是,他们发现不同的大脑区域甚至无法预测特定的认知困难——例如,没有与语言问题或记忆困难相关的特定的大脑缺陷

相反,研究小组发现,孩子们的大脑是围绕着中枢组织的,就像一个高效的交通系统或社交网络。拥有良好连接的孩子要么有非常具体的认知困难,如听力差,要么根本没有认知困难。相比之下,连接不良(如连接少或连接不良)的儿童则存在广泛而严重的认知问题

“几十年来,科学家们一直认为有特定的大脑区域可以预测特定的学习障碍或困难,但我们已经发现事实并非如此,”这项研究的第一作者Duncan Astle这样说道,“事实上,更重要的是考虑这些大脑区域是如何连接的——特别是,它们是否通过中枢连接。我们认为,学习困难的严重性与这些中枢的连通性密切相关,因为这些中枢在大脑区域之间共享信息方面发挥着关键作用。”

Astle博士称,他们这项工作的含义是,干预措施应该减少对于诊断标签的依赖。

“接受诊断对于家庭来说是很重要的,它可以为儿童的困难提供专业认可,并有助于专家提供支持。但就具体的干预措施而言,例如在老师教学的过程中,这些诊断会分散老师们的注意力。

“最好是从他们的认知困难领域中入手,以及研究如何提供帮助,如使用特定的干预措施来提高听力技能或语言能力,或者对整个困难群体都有好处的干预措施,比如如何减少学习过程中的工作记忆需求。

这些发现可以解释为什么没有证据证明药物治疗对发育障碍有效。例如,用于治疗多动症的Methylphenidate(利他能)似乎能缓解多动症,但它无法矫正认知障碍或改善教育进展。药物往往针对特定类型的神经细胞,但对多年来形成的“以中枢为基础”的组织几乎没有影响

虽然这是第一次证明中枢在学习困难和发育障碍方面起到的关键作用,但近年来,它们在大脑疾病中的重要性日益明显。

剑桥大学的研究人员先前已经表明,它们在青春期开始出现的心理健康障碍中也扮演着重要的角色,比如精神分裂症。


蝌蚪五线谱编译自medicalxpress,译者李彤馨,转载须授权

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