Примерно 14-30% детей и подростков во всем мире имеют достаточно серьезные трудности в обучении, чтобы требовать дополнительной поддержки. Эти трудности часто связаны с когнитивными и / или поведенческими проблемами. В некоторых случаях детям, испытывающим трудности в школе, ставят формальный диагноз конкретной трудности в обучении или инвалидности, например дислексии, дискалькулии или нарушения языкового развития, или расстройства развития, такого как дефицит внимания и гиперактивности (СДВГ), диспраксия и т. Д. или расстройство аутистического спектра.
Ученые изо всех сил пытались определить конкретные области мозга, которые могут вызвать эти трудности, с исследованиями, затрагивающими множество областей мозга.
СДВГ, например, был связан с передней поясной корой, хвостатым ядром, паллидумом, полосатым телом, мозжечком, префронтальной корой, премоторной корой и большей частью теменной доли.
Одно из возможных объяснений состоит в том, что каждый диагноз настолько сильно различается у одного человека и другого, что каждый включает разные комбинации областей мозга.
Однако более провокационное объяснение было предложено группой ученых из MRC Cognition and Brain Sciences Unit Кембриджского университета: на самом деле нет конкретных областей мозга, которые вызывают эти трудности.
Чтобы проверить свою гипотезу, исследователи использовали машинное обучение, чтобы отобразить различия мозга в группе из почти 479 детей, 337 из которых были направлены с когнитивными проблемами, связанными с обучением, а 142 – из сравнительной выборки. Алгоритм интерпретировал данные, полученные из большой батареи когнитивных, обучающих и поведенческих измерений, а также из сканирований мозга, сделанных с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ).
Результаты опубликованы сегодня в Current Biology.
Исследователи обнаружили, что различия в мозге не отображались на каких-либо ярлыках, которые давали детям – другими словами, не было областей мозга, которые предсказывали бы наличие РАС или СДВГ, например. Что еще более удивительно, они обнаружили, что разные области мозга даже не предсказывали конкретные когнитивные трудности – например, не было определенного дефицита мозга из-за языковых проблем или проблем с памятью.
Вместо этого команда обнаружила, что мозг детей организован вокруг узлов, таких как эффективная система трафика или социальная сеть. Дети, у которых были хорошо развитые мозговые хабы, либо имели очень специфические когнитивные трудности, такие как плохие навыки слушания, либо вообще не имели когнитивных проблем.
Напротив, у детей с плохо развитыми транспортными узлами – например, с железнодорожной станцией с небольшим или плохим сообщением – были широко распространенные и серьезные когнитивные проблемы.
«Ученые десятилетиями утверждали, что существуют определенные области мозга, которые предсказывают наличие определенного расстройства или трудности в обучении, но мы показали, что это не так», – сказал доктор Дункан Астл, старший автор исследования. «На самом деле, гораздо важнее учитывать, как связаны эти области мозга, в частности, связаны ли они через концентраторы. Мы думаем, что серьезность трудностей в обучении тесно связана со связностью этих узлов, поскольку эти узлы играют ключевую роль в обмене информацией между областями мозга."
Д-р Астле сказал, что одним из следствий их работы является то, что она предполагает, что вмешательства должны меньше полагаться на диагностические ярлыки.
"Получение диагноза важно для семей.
Это может дать профессиональное признание трудностей ребенка и открыть дверь для поддержки специалистов. Но с точки зрения конкретных вмешательств, например, со стороны учителей ребенка, они могут отвлекать.
«Лучше взглянуть на их области с когнитивными трудностями и на то, как их можно поддержать, например, с помощью конкретных вмешательств для улучшения навыков слушания или языковых компетенций, или вмешательств, которые будут полезны для всего класса, например, как сократить трудозатраты. требования к памяти во время обучения."
Полученные данные могут объяснить, почему лекарственные препараты не доказали свою эффективность при нарушениях развития.
Метилфенидат (риталин), например, который используется для лечения СДВГ, по-видимому, снижает гиперактивность, но не устраняет когнитивные проблемы и не улучшает успеваемость. Лекарства, как правило, нацелены на определенные типы нервных клеток, но мало повлияют на организацию, основанную на концентраторах, которая возникла за многие годы.
Хотя впервые было показано, что хабы и их соединения играют ключевую роль в затруднениях в обучении и нарушениях развития, в последние годы их важность в заболеваниях головного мозга становится все более очевидной. Кембриджские исследователи ранее показали, что они также играют важную роль в расстройствах психического здоровья, которые начинают проявляться в подростковом возрасте, таких как шизофрения.
Исследование финансировалось Медицинским исследовательским советом.