הבדלים נוירואנטומיים במערכות הזיכרון של מחוננות אינטלקטואלית והתפתחות אופיינית

איש קשר:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

תַקצִיר

הקדמה: לימוד סמנים נוירו-מבניים של מחונן אינטלקטואלי (IG) יאפשר הבנה מדעית של התהליכים המסייעים לילדים להצטיין בלימודים. שיטות: נעשה שימוש ב-MRI מבני ומשוקלל דיפוזיה כדי להשוות את צורת המוח והקישוריות האזורית של 12 ילדים עם מנת משכל ממוצעת עד גבוהה ו-18 ילדי IG, שהוגדרו כבעלי מנת משכל של יותר מ-145. תוצאות: ל- IG היו מבנים תת-קורטיקליים גדולים יותר ולבן חזק יותר ארגון מיקרו-מבני של חומר בין אותם מבנים באזורים הקשורים לזיכרון מפורש. ל-TD היו מבנים תת-קורטיקליים מחוברים יותר, גדולים יותר באזורים הקשורים לזיכרון מרומז. מסקנות: נמצא כי מערכות הזיכרון במוחם של ילדים בעלי יכולות אינטלקטואליות יוצאות דופן הינן בגדלים שונים ומחוברים בהשוואה למוחם של ילדים מתפתחים בדרך כלל. מסלולים נוירו-התפתחותיים שונים אלו מציעים אסטרטגיות למידה שונות. ניתן לצפות בספקטרום של סוגי מודיעין, המאפשרים יחסים שונים של מערכות מרומזות ומפורשות, אשר אומתו באמצעות מערך נתונים חיצוני גדול.

קישוריות מילות מפתח, כישרון אינטלקטואלי, אסטרטגיות למידה, מערכות זיכרון, נוירואנטומיה

Cistancheפחיתטיפול אלצהיימר

טיילור קון

רובין בליידס

לב גוטליב

קנדרה קנודסן

כריסטופר אשדאון

לורל מרטין-האריס

דארה גהרמני

ביאנקה ה. דאנג

רוברט מ' בילדר

סוזן י.בוקהיימר

המחלקה לפסיכיאטריה ומדעי ביו-התנהגות, UCLA, 635 Charles E Young Dr, South, Los Angeles, CA 90025, USA

מבוא

למרות יכולת הלמידה והבדיקה יוצאת הדופן שלהם, אנו יודעים מעט באופן מפתיע על האופן שבו מערכות הלמידה והזיכרון במוחות "מחוננים" אינטלקטואלית מתפתחות ומתפקדות. לילדים עם אינטלקט יוצא דופן יש בדרך כלל פונקציות זיכרון יעילות יותר, בסיסי ידע גדולים ומאורגנים יותר, והם מסוגלים להשתמש באסטרטגיות קוגניטיביות מורכבות יותר המסתמכות על זיכרון ומבנים סמנטיים אלה כדי לפתור בעיות מהר יותר או בגיל מוקדם יותר מאשר בדרך כלל מתפתחים ( TD) ילדים (Ali et al., 2003, Athanasakis et al., 2014, Colom et al., 2004, Davidson, 1986). לפיכך, הם מסוגלים להכליל ידע על פני תחומים, לבצע קפיצות אינטואיטיביות (Desco et al., 2011), ולהשתמש באופן ספונטני בלמידה סלקטיבית וכן להשוות ולשלב מידע במהלך פתרון בעיות (Duncan et al., 2000). ילדים "מוכשרים" משתמשים באסטרטגיות קוגניטיביות מורכבות יותר כדי לפתור בעיות מהר יותר או בגיל מוקדם יותר מילדי TD (Ali et al., 2003, Athanasakis et al., 2014, Colom et al., 2004, Davidson, 1986), וכן נראה שהבסיס לרבים מהמיומנויות הקוגניטיביות המתקדמות הללו הוא מערכת הזיכרון שלהם. מחקרים קודמים הראו עלייה גלובלית הקשורה לגיל בעובי קליפת המוח, בעיקר בשלמות הביצוע של החומר הלבן המחבר בין אזורים קדמיים ופריאטליים בילדים מחוננים (Geake & Hansen, 2005, Gerig et al., 2001).

בנוסף, נמצאו עדויות למסלול נוירו-התפתחותי משופר או שונה אצל ילדים מחוננים מתמטית, שלמוחם יש נטייה להשתמש במערכות פרונטו-טמפורליות של ההמיספרה הימנית באופן סלקטיבי ומוצלח המאפשר להם לבצע ביצועים יוצאי דופן (O'Boyle et al., 1990, O'Boyle et al., 1995, O'Boyle et al., 2005, Packard & Knowlton, 2002, Pesenti et al., 2001). עם זאת, מבין מעט המחקרים הקיימים, אף אחד לא התמקד במערכות זיכרון. עדיין חסר לנו מידע קריטי שעשוי להיות בסיסי להבנת המכניקה של מערכות אינטגרציית המידע שלהם, כמו צורה אזורית וחיבור של רשתות למידה עצביות. שתי מערכות זיכרון מקבילות מעוררות עניין במיוחד בעת לימוד התפתחות נוירופית. למידה מרומזת מתארת ​​למידה אוטומטית של משימות חברתיות, לשוניות ופרוצדורליות שנרכשות ומשתמשות בהן ללא מאמץ מודע. מנגנון זה מאפשר לילדים ליצור משפטים נכונים מבחינה דקדוקית ולהבין נורמות חברתיות, כגון קשר עין ללא הוראה מפורשת (Gonring et al., 2017).

Explicit learning involves an intentional, conscious effort to retain or access information, for example, reminiscing on old memories or reciting memorized facts. Implicit learning is essential in the early stages of neurodevelopment, whereas adults depend more on explicit memory, likely because a rule-based approach is faster, easier to communicate, and leads to all-or-none mastery (Gray et al., 2003). In typical development, the subcortical structures that enable implicit learning (e.g., striatum) are developed in the first year of life, while explicit memory structures (e.g., hippocampus) take longer to mature. Here, we investigated the neuroanatomy underlying these two parallel memory systems, explicit and implicit memory, in two samples. First, we examined subjects specifically recruited for being highly intellectually gifted (IQ >145) יחד עם ילדים TD. השתמשנו ב-MRI מבני ודיפוזיה ובשיטות נוירופסיכולוגיות כדי להשוות את צורת המוח האזורית והקישוריות של 12 ילדים עם מנת משכל ממוצעת עד גבוהה (90-130, ממוצע=124 ± 10.9; גיל=10.7 ± 1.86; 58 אחוז נשים) ו-18 עם מנת משכל גבוהה (145–170, ממוצע=153 ± 11.4; גיל=10.2 ± 2.02; 56 אחוז נשים). לאחר מכן, בדקנו את ההיוריסטיקה שפותחה במדגם זה על מסד נתונים חיצוני גדול כדי לנסות לאשר ולהרחיב את הממצאים.

פיתוח גוף cistanche

2 שיטות

2.1 משתתפים

המשתתפים כללו 18 ילדים בעלי כישרון אינטלקטואלי (שאושר על ידי בדיקות נוירוקוגניטיביות), כולם הציגו פרופילים אינטלקטואליים מאוזנים היטב (מתמטיים, מילוליים, ויזומוטוריים, זיכרון/ריכוז ושיקול דעת/היגיון) ו-12 ילדים מתפתחים בדרך כלל. כל הנהלים היו בהתאם להצהרת הלסינקי, שנבדקה ואושרה על ידי מועצת הביקורת המוסדית של אוניברסיטת קליפורניה, לוס אנג'לס (UCLA) לפני ההרשמה וכל המשתתפים סיפקו הסכמה מדעת בכתב. המשתתפים גויסו מבתי ספר מקומיים בלוס אנג'לס ומתוכניות צהריים, כולל בתי ספר ותוכניות לתלמידים מוכשרים במיוחד. כל המשתתפים השלימו הסכמה/הסכמה מדעת בכתב. הזכאות למחקר זה נקבעה בביקור הראשון לאחר מתן מבחן IQ סטנדרטי (Stanford Binet 5 (Huang-Pollock et al., 2011)). מחוננות יוצאת דופן הוגדרה כ-IQ גדול מ-145 או שווה ל-145. גיל, גזע ומגדר ילדים בריאים מתפתחים בדרך כלל עם מנת משכל גדולה או שווה ל-90 ופחות או שווה ל-145 ללא היסטוריה של קשב, שפה או למידה גויסו גם הפרעות. משתתפי מחקר פוטנציאליים הוצאו מהמחקר אם אחד מקריטריוני ההדרה הללו התקיים: היסטוריה של פגיעת ראש, הפרעת התקף או הפרעות נוירולוגיות או פסיכיאטריות אחרות; הפרעת שפה בעבר או נוכחית, הפרעת קשב והיפראקטיביות, הפרעת התנהגות, הפרעה אובססיבית-קומפולסיבית, הפרעה על הספקטרום האוטיסטי או תלות בסמים; שיבוץ נוכחי/עבר בכיתת חינוך מיוחד או מנת משכל של פחות או שווה ל-84; התוויות נגד ל-MRI (למשל, שתלי מתכת, קוצב לב, פלטה או מתכות אחרות המודבקות לראש, והריון).

2.2 השוואה דמוגרפית קבוצתית

גורמים דמוגרפיים (למשל, גיל, השכלה) בין קבוצות IG ו-TD הושוו באמצעות ניתוח חד-כיווני של שונות (ANOVA). הבדלים קבוצתיים בגורמים דיכוטומיים (למשל, מגדר, מוצא אתני) הוערכו באמצעות ניתוחי צ'י ריבוע. השתמשנו ב-p < .05="" כנקודת="" הסף="" שלנו="" עבור="" מובהקות="" סטטיסטית="" עבור="" ניתוחים="" דמוגרפיים="">

2.3 בדיקה נוירופסיכולוגית

כל המשתתפים השלימו מדד נוירופסיכולוגי סטנדרטי (Stanford-Binet 5; Huang-Pollock et al., 2011) שנועד לבחון מנת משכל עם תקרה גבוהה (IQ=170) המאפשרת כימות של IQ במשתתפים בעלי כישרון אינטלקטואלי במיוחד. 2.4 רכישת MRI כל נתוני הדמיה עצבית נאספו באמצעות סליל ראש ערוץ 12- על סורק MRI 3T של סימנס טים טריו (Siemens Medical Solution, Erlangen, גרמניה) השוכן במרכז UCLA Staglin IMHRO למדעי המוח הקוגניטיביים. מבני MP-RAGE T{{1{{20}}}}סריקות משוקללות נרכשו עם 120–1.0 מ"מ פרוסות סגיטליות, FOV=256 מ"מ (AP) × 192 מ"מ (FH), מטריצה ​​= 256–192, TR=450.0 ms, TE=10.0 ms, זווית היפוך { {23}}, גודל ווקסל=1.0 מ"מ × 0.94 מ"מ × 0.94 מ"מ. נתוני DTI נרכשו באמצעות צילום ספין-הד מישורי (EPI) ושימוש בפרמטרים הבאים: TR=8400 ms; TE=91 שניות; 1282 מטריצה, FOV=256 מ"מ, b=1000 s/mm2, NEX=1, 64 פרוסות, עובי פרוסה של 2 מ"מ, דילוג של 0 מ"מ, PAT=2. דיפוזיה נאספה ב-64 כיוונים (b=1000 s/mm2) עם 4 תמונות עם b=0 s/mm2. כל התמונות עברו בקרת איכות ונבדקו ויזואלית לפני עיבוד וניתוח מראש.

2.5 עיבוד וניתוח צורות תת-קורטיקליות נאספו סריקות אנטומיות תלת-ממדיות מורפומטריות T1-משוקללות עבור כל המשתתפים. באמצעות FMRIB Software Library גרסה 6.0 (Kalbfleisch, 2004) (FSL) נתוני T1 בוצעו באמצעות פרוטוקול פילוח תת-קורטיקלי אוטומטי, מבוסס מודל (FSL FIRST (Kuhn et al., 2017)) באמצעות גבול שיטת תיקון. קבצי הקודקוד והסרגל של אזורי עניין תת-קורטיקליים מפולחים אוטומטית (ROI; שכללו את האמיגדלה, הגרעין האקומבנס, הקאודאט, ההיפוקמפוס, הפלידום, הפוטאמן והתלמוס) בהמיספרה השמאלית והימנית נבדקו לאחר מכן לאיכותם. קבצי הקודקוד הסופיים עבור המבנים התת-קורטיקליים המפולחים היו משורשרים הן בין קבוצה והן בתוך קבוצה. כל החזר ה-ROI המפולח אוטומטית עבור כל משתתף היו מיושרים לאותו שטח סטנדרטי.

כל קודקוד מספק נתונים על מיקום פני השטח של ה-ROI באותה נקודה בחלל עבור כל משתתף. על מנת לבצע ניתוחים קבוצתיים, הנתונים של כל משתתף נרשמו למרחב סטנדרטי כך שכל קודקוד היה מיושר לאותה נקודה במרחב לצורך השוואות קבוצתיות. המשטח הממוצע של המדגם שימש כמטרה ליישור זה. ערכי קודקוד סקלרים אלה נותחו לאחר מכן באמצעות ניתוחים סטטיסטיים פרמטריים כדי לחקור את הקשר בין קבוצה (IQ לעומת TD) ואת הצורה של כל מבנה תת-קורטיקלי. ניתוחים אלו בוצעו בכל קודקוד באמצעות הדמיית מונטה קרלו בסקריפט האקראי של FSL (Kyllonen & Christal, 1990, Mills & Tissot, 1995). רגרסיות העריכו את הקשר בין המרחק הרדיאלי בכל קודקוד למשתנים בעלי עניין (כלומר, ייעוד קבוצה, מנת משכל). נעשה שימוש בצינור עיבוד רב-שלבי מבוקר איכות כדי לתקן עבור מספר מקורות של חפץ וכל התוצאות תוקנו עבור השוואות מרובות (q>.05) באמצעות שיעור גילוי שגוי (FDR) (Na et al., 2007).

2.6 עיבוד וניתוח מיקרו חומר לבן

צינור עיבוד DWI שגרתי בוצע באמצעות FSL v 6.0 (Kalbfleisch, 2004), הכולל חילוץ מוח, תיקון לעיוות זרם מערבולת והתאמת תנועה וטנזור. מדדי DWI של מיקרו-מבנה של חומר לבן, אנזוטרופיה חלקית (FA) ודיפוזיות ממוצעת (MD) חושבו עבור כל משתתף. הניתוחים נערכו באמצעות סטטיסטיקה מרחבית מבוססת מערכת (TBSS) (Navas-Sánchez et al., 2014), שיטה המאפשרת חקירה סטטיסטית בשיטת ווקסל של מדדי DWI לאורך מסלולי עניין של WM (TOI). TOI נגזרו מאטלס החומר הלבן של אוניברסיטת ג'ון הופקינס (Neihart et al., 2002) וכללו דו-צדדיים: קרינה תלמית קדמית (ATR), fasciculi קדמי אוקסיפיטלי תחתון (IFO), fasciculus longitudinal inferior (ILF), fasciculus אורכי מעולה (SLF). ), uncinate fasciculus (UNC), צרור ציר (CGC), חומר לבן בהיפוקמפוס (HC), וכן מלקחיים מז'ור ומלקחיים מינוריים. ניתוחים סטטיסטיים פרמטריים חקרו הבדלים בין קבוצות במיקרו-מבנה של WM (FA ו-MD). ניתוחי מתאם חקרו את הקשר בין IQ ל-FA/MD. תוצאות TBSS תוקנו עבור השוואות מרובות עם שיפור אשכול ללא סף - TFCE (O'Boyle, 2008)).

2.7 אישור נפחי של היוריסטיקה המפורשת/מרומזת באמצעות מערך נתונים חיצוני

המדגם הנוכחי לא כלל ילדים עם ציוני IQ מתחת לממוצע עד לקויים או מצבים נוירו-התפתחותיים לא טיפוסיים, כגון הפרעת קשב וריכוז (ADHD) או אוטיזם. לכן, ביקשנו לבדוק את היוריסטית הקצבה המפורשת/מרומזת במערך נתונים חיצוני וגדול הכולל מגוון רחב יותר זה של מסלולי התפתחות. לפיכך, פרויקט המוח וההתפתחות הקוגניטיבית של מתבגרים (UCLA PI: Bookheimer) שימש כמערך נתונים חיצוני כדי לנסות לאמת את היוריסטית הקצבה המפורשת עד המרומזת שנגזרה מניתוח מתבגרים מחוננים (מתואר בסעיף 3). גיל, מין, ציון תפקוד קוגניטיבי גלובלי מארגז הכלים של המכון הלאומי לבריאות (NIH) וכן נפח המבנה התת-קורטיקלי נאספו מכל משתתפי ה-ABCD הזמינים. הנפח של אזורי המוח (הזיכרון המפורש) שנמצאו גדול יותר באופן משמעותי בקבוצת ה-IG סוכם כדי ליצור את רכיב המוח של הזיכרון המפורש. הנפח של אזורי המוח (הזיכרון המרומז) שנמצאו גדול יותר בקבוצת ה-TD סוכם כדי ליצור את רכיב המוח המרומז של הזיכרון. לאחר מכן, משתנה היחס המפורש/מרומז חושב על ידי חלוקת רכיב המוח הזיכרון המפורש ברכיב המוח המרומז של הזיכרון. לאחר מכן חושב ניתוח מתאם שהעריך את הקשר בין יחס מוח זיכרון מפורש/מרומז זה לבין ביצועים קוגניטיביים גלובליים כפי שנמדד על ידי ארגז הכלים של NIH. בהתחשב בפורמט שבו נתוני ABCD זמינים (כלומר, ערכים שחולצו בגיליון אלקטרוני ולא נתוני MRI גולמיים), לא הצלחנו להפעיל ניתוח צורות. עם זאת, הצלחנו להריץ ניתוחי נפח. חשוב לציין, ניתוחי צורות הם יותר ספציפיים לאזור ורגישים יותר מניתוח נפח (Rogers, 1986). ככזה, השפעות שנמצאו בניתוחי נפח יהיו נוכחים בניתוחי צורות, עם זאת, תוצאות ניתוח צורות עשויות להיות נוכחות כאשר ניתוח נפח אינו רגיש מספיק כדי לזהות שינוי (Rota et al., 2009). לכן, שכפול מוצלח של ההיוריסטיקה באמצעות הנתונים הנפחיים של ABCD אמור לשחזר ביעילות את ממצאי הצורה מהמדגם הראשוני המופיע כאן.

3. תוצאות

3.1 השוואת קבוצות דמוגרפית

קבוצות ה-IG וה-TD לא היו שונות באופן מובהק בגיל, שנות השכלה, מוצא אתני או מין (כולן p > .05). לקבוצת ה-IG (153 ± 11.4) היה מנת משכל גבוהה משמעותית מקבוצת ה- TD (128 ± 10.9, p < .01;="" טבלה="" 1).="" קבוצת="" ig="" הורכבה="" מפרופילים="" אינטלקטואלים="" "מאוזנים="" היטב".="" כל="" המשתתפים="" המחוננים="" היו="" ברמה="" למבוגרים="" 1="" ומעלה="" עבור="" מיומנויות="" מתמטיקה="" ומילוליות,="" למעט="" יוצא="" מן="" הכלל="" אחד.="" משתתף="" מחונן="" אחד="" היה="" ברמה="" מעל="" הממוצע="" עבור="" "אוצר="" מילים="" ושטף="" מילולי"="" ו-super="" adult="" 1="" עבור="" "נימוק="" אריתמטי".="" אותו="" משתתף="" נבדק="" גם="" ברמת="" superior="" adult="" 3="" לשיפוט="" והיגיון.="" לכן,="" נראה="" כי="" כל="" משתתפי="" ה-ig="" היו="" מאוזנים="" היטב="" במיומנות="" מתמטית="">

3.2 צורה תת-קורטיקלית

נמצאו קודקודים גדולים יותר באופן מובהק בהיפוקמפי דו-צדדי וב-putamen הימני של IG, בעוד שקודקודים גדולים יותר נמצאו באמיגדלה השמאלית, הקאודאטית הימנית ובגרעין הדו-צדדי ב-TD. באופן ספציפי, IG הראה קודקודים גדולים יותר בראש ה-HC השמאלי, הגוף של ה-HC הימני, וזנב ה-HC הדו-צדדי, כמו גם אזורים אחוריים של ה-putamen הימני. TD הראה קודקודים גדולים יותר בכל רחבי האספסים הדו-צדדיים, בעיקר בגוף של הקאודאט הימני ובגרעינים הצנטרומדיים של האמיגדלה השמאלית. על פני המדגם כולו, IQ נמצא בקורלציה עם קודקודים גדולים יותר בזנב ה-HC הדו-צדדי (איור 2).

3.3 מבנה מיקרו של חומר לבן

FA בחומר הלבן של ה-ATR הימני והזנב ה-HC הימני (כלומר, fornix) היה גבוה משמעותית (.001

<.05) בקבוצת="" ה-ig="" בהשוואה="" לבקרות.="" md="" היה="" נמוך="" משמעותית="" ב-atr,="" hc="" ו-unc="" דו-צדדיים="" בקבוצת="" ה-ig="" בהשוואה="" לביקורות.="" באופן="" ספציפי,="" תוצאות="" md="" נמצאו="" באחוז="" גבוה="" יותר="" מהימין="" בהשוואה="" להמיספרה="" השמאלית.="" תוצאות="" md="" נמצאו="" גם="" באזורים="" שונים="" בהתאם="" להמיספרה.="" ב-hc,="" נמצאו="" תוצאות="" של="" ההמיספרה="" הימנית="" ליד="" זנב="" ה-hc="" (כלומר,="" fornix),="" ותוצאות="" שמאל="" נמצאו="" בגוף="" hc="" (כלומר,="" אזורי="" ca).="" ב-unc,="" הממצאים="" היו="" נחותים="" יותר="" בהמיספרה="" השמאלית.="" על="" פני="" כל="" המדגם,="" fa="" היה="" מתאם="" חיובי="" באופן="" מובהק="" עם="" מנת="" משכל="" ב-atr="" דו-צדדית="" (מימין="" יותר="" מהמיספרה="" השמאלית)="" וב-hc="" ימני.="" יתרה="" מכך,="" md="" נמצא="" בקורלציה="" שלילית="" ל-iq="" ב-atr="" דו-צדדי="" (מימין="" יותר="" משמאל),="" hc="" שמאל,="" unc="" שמאל,="" צרור="" ציר="" שמאל="" ו-ilf="" שמאלי="" (איורים="" 1="">

3.4 אישור היוריסטיקה המפורשת/מרומזת באמצעות מערך נתונים חיצוני

מערך הנתונים של ABCD כלל 7652 משתתפים (גיל ממוצע=119 ± 7.5 חודשים; 62.9 אחוז נשים) עם כל הנתונים הנדרשים למחקר זה. יחס הזיכרון המפורש/מרומז היה חיובי באופן משמעותי ביחס לביצועים קוגניטיביים גלובליים (r=0.23, p < 0.05)="" וכן="" לביצועים="" הקוגניטיביים="" הגלובליים="" הריבועיים="" (r=")." 022,="" p="">< .05)="" (איור="" 4).="" רגרסיה="" היררכית="" מדורגת="" תוך="" שימוש="" בביצועים="" קוגניטיביים="" גלובליים="" ליניאריים="" וריבועיים="" יצרה="" מודל="" סופי="" [f="" (2,="" 7652)="4.50," p=".011)" כולל="" הביצועים="" הקוגניטיביים="" הגלובאליים="" הריבועיים="" ({{20}="" }.24,="" p=".04)" כמנבא="" משמעותי="" של="" היחס="" המפורש/מרומז.="" בהתחשב="" בעובדה="" שניתוח="" צורות="" רגיש="" יותר="" מניתוח="" נפח,="" ממצא="" זה="" באמצעות="" נפחים="" במערך="" הנתונים="" של="" abcd="" אמור="" להיות="" מתורגם="" גם="" לניתוח="" צורות="" (שלא="" היה="" אפשרי="" בהתחשב="" בפורמט="" של="" נתוני="">

רגרסיה דומה נערכה תוך שימוש במדדי הקוגניציה העולמיים כדי לחזות משתנה מורכב המורכב מה-FA של החומר הלבן ATR ו-HC. היה קשר ריבועי מובהק [F (2, 7562)=13.17, p < .0001]="" בין="" ההכרה="" הגלובלית="" (="−0.034," p="">< .001)="" לבין="" ה-="" משתנה="" מורכב="" המורכב="" מ-fa="" של="" ה-atr="" הימני="" והחומר="" הלבן="" hc.="" לבסוף,="" רגרסיה="" מדורגת="" חזתה="" משתנה="" מורכב="" המורכב="" מה-md="" של="" ה-unc,="" החומר="" הלבן="" hc="" ו-atr.="" הציון="" הקוגניטיבי="" הגלובלי="" הריבועי="" (="0.12," p="">< .001)="" ניבא="" באופן="" מובהק="" משתנה="" md="" מורכב="" זה="" [f="" (2,="" 7562)="15.31," p=""><>

פיתוח גוף cistanche

4 דיון

חקירה זו מצאה כי קיים דיסוציאציה כפולה בין הגודל והקישוריות של שתי מערכות זיכרון נפרדות כאשר משווים בין ילדים מחוננים אינטלקטואלית לבין עמיתיהם TD. יחסית לקבוצת ה-TD, לילדים המחוננים היו מבנים תת-קורטיקליים גדולים יותר וארגון מיקרו-מבני של חומר לבן קשור יותר בין אותם מבנים באזורים הקשורים לזיכרון מפורש ואי-קיו: היפוקמפוס דו-צדדי ופוטמן ימני. באופן ספציפי, ה-putamen, ככל הנראה באמצעות שילוב של קשרים עם קליפת המוח הקדם-מצחית, ותת-אזורים של ההיפוקמפוס הקשורים ללמידה חדשה ושילוב מידע (דנטאט gyrus ו-CA3) היו גדולים יותר בילדים בעלי כישרונות אינטלקטואלית (איורים 1 ו-2). השלמות המובהקת של קשרי החומר הלבן בין אזורים אלה עולה בקנה אחד עם בסיס אנטומי לנטייה המובנית של ילדים מחוננים אינטלקטואלית ללמוד, לשלב ולהשתמש במידע מפורש במהירות וביעילות. יתרה מכך, ממצאים אלה עשויים להתייחס לנטייה של ילדים מחוננים להראות רמות גבוהות יותר של מוטיבציה פנימית לקרוא, לחשוב ולבלות זמן לבד. מעניין שבדרך כלל לילדים מתפתחים היו מבנים תת-קורטיקליים מחוברים יותר, גדולים יותר באזורים הקשורים לזיכרון מרומז: סטריאטום (כלומר, caudate, nucleus accumbens) ואמיגדלה (איור 2; Haier et al., 1988).

ניתוק כפול זה מצביע על כך שלילדים בעלי כישרון אינטלקטואלי ומתפתחים בדרך כלל עשויים להיות מסלולים נוירו-התפתחותיים שונים מלידה המתווכים על ידי אסטרטגיות למידה שונות. ממצא זה הוביל אותנו לחזות בספקטרום רחב של סוגי מודיעין, המוקל בחלקו על ידי יחסים שונים של פיתוח מערכת מרומזת ומפורשת. זיכרון מפורש ומרומז תופס אזורים שונים במוח ויוצר רשתות למידה עצמאיות, אם כי מחוברות זו לזו. בשל משאבים מוגבלים ונדל"ן סופי במוח, עשוי להיות פשרה בין פיתוח מערכות זיכרון מפורש ומרומז.

ההבדלים שמצאנו עשויים לשקף התפלגות גדולה של וריאציות של מערכת הזיכרון, כאשר TD וילדים מחוננים מייצגים את הנישות הפונקציונליות ביותר (איור 3). ממצאים ממוחו של ילד פלא מתמטי הונחו בעבר כי הם מונעים על ידי קידוד ואחזור זיכרון אפיזודי יעיל ביותר (Scharnowski et al., 2015). כדי שזה יהיה נכון, יידרשו מבני זיכרון אפיזודיים, כמו גם מערכות האונה הקדמית המעורבות בקשב ובשליפה. המחקר הנוכחי מדווח בדיוק על זה: מבני זיכרון אפיזודיים גדולים ומחוברים בחוזקה ומסלולי חומר לבן חזיתיים (למשל, ATR).

ממצא ה-ATR תואם גם שורה של עבודות קודמות שמצאו כי אינטליגנציה גבוהה קשורה לאינטראקציה של רשתות מוח פרה-פרונטאליות ו-cingulate (Kuhn et al., 2017, Schmithorst et al., 2005), כמו גם עבודות קודמות. אשר מצא שלמוחים בעלי כישרון מתמטי היה FA גבוה יותר ב-corpus callosum ובמסלולי אסוציאציה המחברים את האונה הקדמית למבני גנגליונים בסיסיים, כולל ATR, ו-frontotemporal/parietal tracts, כולל UNC (Shaw et al., 2006).

אזורי מוח דו-צדדיים משופרים שנמצאו כאן עולים בקנה אחד עם ממצאים קודמים המצביעים על כך שאזורי מוח דו-צדדיים ייחודיים מופעלים על ידי ילדים בגיל רך מתמטית במהלך משימות רוטציה נפשית (Squire et al., 1993, Weiskopf, 2012). בנוסף, הנטייה לממצאים להיות לרוחב עולה בקנה אחד עם ממצאים קודמים המצביעים על כך שצדדיות של ההמיספרה, במיוחד ההמיספרה הימנית, כמו גם תיאום משופר בתוך ובין אזורי מוח, היא בסיס עצבי חשוב למחוננות אינטלקטואלית (O'Boyle et al. al., 1995).

לבסוף, התוצאות על פני כל המדגם המצביעות על מתאם של מנת משכל עם מדדי DTI ב-ATR, HC ו-UNC תואמות לממצאים קודמים במחקר על מחוננים מתמטיים (Shaw et al., 2006), שדיווח על corpus callosum, fornix ומתאמים מדדיים של DTI עם אינטליגנציה בין דרכי האסוציאציה. הקשר בין החומר הלבן ל-IQ עשוי להיות מונע, לפחות בחלקו, על ידי פלקסין של משפחת הגנים, שנמצא לאחרונה במחקר אסוציאציה רחב גנום כדי לחזות מנת משכל (Winberg et al., 1998). ידוע כי פלקסינים קשורים להנחיה של אקסונים מתפתחים (Worzfeld & Offermanns, 2014), קישוריות עצבית (Zabaneh et al., 2018), והתחדשות (Zhang et al., 2017), ולכן עשוי להיות קשור ללבן. ממצאים חשובים בקבוצת ה-IG שלנו.

איור 1 נתונים סטטיסטיים מרחביים מבוססי מערכת חושפים יכולת מיקרו-מבנית מוגברת של חומר לבן אצל מחוננים אינטלקטואלית בהשוואה לילדים מתפתחים בדרך כלל באזורי זיכרון מפורש

איור 2 ניתוח צורות מגלה צורה גדולה יותר באזורי זיכרון מפורש באזורי זיכרון בעלי כישרון אינטלקטואלי ומרומז בילדים מתפתחים בדרך כלל

מדגם ראשון זה לא כלל ילדים עם ציוני מנת משכל מתחת לממוצע עד לקויים או כל מצב נוירו-התפתחותי לא טיפוסי, כגון ADHD או אוטיזם. קבוצות אלו עשויות להיות בקצוות הנוספים של הספקטרום, כאשר הזיכרון המפורש או המרומז עלול להיות לא מפותח או מפותח יתר על המידה במידה מזיקה. לפיכך, לאחר מכן שכפלנו את הניתוח הזה במדגם גדול בהרבה, שכלל ילדים עם ציוני IQ מתחת לממוצע עד לקויים וכמה הבדלים התפתחותיים (למשל, ADHD). בדקנו את ההיוריסטיקה המפורשת/מרומזת הזו באמצעות מערך נתונים גדול וחיצוני: פרויקט ABCD (N=7652). בהתאם להשערה שלנו, מצאנו קשר ריבועי משמעותי בין ההיוריסטיקה המפורשת/מרומזת לבין IQ. שכפול זה של הממצאים הראשוניים שלנו מצביע על כך שאולי יש איזון התפתחותי של מערכות זיכרון מרומזות ומפורשות שיכולות לבטא באופן פנוטיפי עם פרופילים קוגניטיביים שונים.

מחקר עתידי עשוי לרצות לחקור את ההתפתחות היחסית של מבנים מרומזים ומפורשים באוכלוסיות אחרות, כפי שנחקרה ביסודיות בהפרעות נוירו-דגנרטיביות כגון מחלת אלצהיימר (אנטומיה ניוונית של זיכרון מפורש וכישורים עם זיכרון מרומז שנשמר) ומחלת פרקינסון (אנטומית זיכרון מרומז מתנוון). וכישורים עם זיכרון מפורש שמור). זיהוי הסממנים המבניים והתפקודיים של המחוננות יעזור לנו להבין את המערכות העמוקות יותר המאפשרות לילדים ללמוד בתוך ומחוץ למסגרת בית הספר. הן למידה מרומזת והן מפורשת היא חיונית, וחסרונות בשתיהן עלולים להוביל לקשיים חברתיים, אקדמיים ומקצועיים. למרות שילדים "מחוננים" מקבלים ציון טוב במבחני IQ, רבים סובלים גם מלקויי למידה שמפריעים להם במשימות מבוססות למידה לא מפורשות, ורוב ילדי ה-TD יכולים להפיק תועלת מפיתוח למידה מפורש נוסף (Hayden et al., 2020). מחקר זה מספק תובנה מסוימת לגבי האופן שבו התערבויות עתידיות יכולות לכוון למערכות מפורשות או מרומזות כדי למקסם את הלמידה על פני הספקטרום ההתפתחותי. אנו עשויים לגלות שהדמיית מוח תאפשר לנו בסופו של דבר לתכנן התערבויות חינוכיות המבוססות על מבנה המוח של הפרט, כדי לתמוך בהתפתחות אינטלקטואלית והתנהגותית בריאה.

Cistanche יכול לטפל באלצהיימר

הליכי הכשרה קוגניטיביים מבוססי אמפירי, כגון התוכנית לחינוך והעשרה של מיומנויות יחסים (PEERS; Laugeson et al., 2012), יכולים לעזור בחיזוק ילדים TD, ילדים מחוננים ואוכלוסיות קליניות בסיכון (למשל, ספקטרום אוטיזם הפרעות, הפרעות למידה, הפרעות קשב וריכוז ולקות שכלית), ובכך מאפשר למוסדות חינוך לתמוך בילדים מכל סוגי ויכולות הלמידה. אנו מקווים שמחקר זה יעורר מחקר נוסף על המבנים המאפשרים למידה מרומזת ומפורשת, תפקידם בהבדלים התפתחותיים וטיפולי למידה עתידיים אפשריים.