كيف يشكل السلوك الدماغ وسلوك الدماغ: رؤى من تنمية الذاكرة

للمزيد من المعلومات:ali.ma@wecistanche.com

ذاكرة المصدريتحسن بشكل كبير خلال مرحلة الطفولة. يُعتقد أن هذا التحسن يرتبط ارتباطًا وثيقًا بنضج الحُصين. كما استخدمت الدراسات السابقة بشكل رئيسي تصميمات مقطعية لتقييم العلاقات بينذاكرة المصدرووظيفة الحصين ، يبقى من غير المعروف ما إذا كانت التغييرات في الدماغ تسبق التحسينات فيذاكرةأو العكس. لسد هذه الفجوة ، استخدمت الدراسة الحالية تصميمًا طوليًا سريعًا (عدد=200 ، 100 ذكر) لمتابعة الأطفال 4- و 6- عامًا لمدة 3 سنوات. تتبعنا التغيرات التنموية فيذاكرة المصدروالتوصيل الوظيفي الجوهري في الحصين وتقييم الاختلافات بين 4- و 6- عام في العلاقات التنبؤية بينذاكرة المصدرالتغييرات والتوصيل الوظيفي الجوهري للحصين في غياب مهمة شاقة. تمشيا مع الدراسات السابقة ، كانت هناك زيادات مرتبطة بالعمر فيذاكرة المصدروالتوصيل الوظيفي الجوهري بين منطقة الحُصين والمناطق القشرية المعروف أنها متورطة أثناء تشفير الذاكرة. أظهرت النتائج الجديدة أن التغيرات في قدرة الذاكرة في وقت مبكر من الحياة تنبأت بالاتصال اللاحق بين منطقة الحُصين والمناطق القشرية وأن الاتصال الوظيفي الداخلي للحصين تنبأ بالتغيرات اللاحقة في ذاكرة المصدر. تشير هذه النتائج إلى أن التجربة السلوكية وتطور الدماغ عمليات تفاعلية ثنائية الاتجاه ، مثل تلك التجربة تشكل التغييرات المستقبلية في الدماغ والدماغ يشكل التغييرات المستقبلية في السلوك. تشير النتائج أيضًا إلى أن كلاً من التوقيت والموقع مهمان ، حيث تعتمد التأثيرات الملحوظة على عمر الأطفال وعائد الاستثمار المحدد للدماغ. تضيف هذه النتائج معًا نظرة ثاقبة للعلاقات التفاعلية بين العمليات المعرفية وقواعدها العصبية الأساسية أثناء التطور.

الكلمات الرئيسية: تصميم طولي معجل ؛ نمو الدماغذاكرة عرضية؛ الاتصال الوظيفي الحصين.تطوير الذاكرةذاكرة المصدر

1 قسم المناهج وعلوم التعلم ، جامعة Zhejiang ، Zijingang Campus ، Hangzhou ، 310058 ، 2 قسم علم النفس ،

جامعة ماريلاند ، كوليدج بارك ، ماريلاند 20742 ، ومستشفى 3 أطفال ، كلية الطب بجامعة تشجيانغ ، السريرية الوطنية

مركز أبحاث صحة الطفل ، هانغتشو ، 310052

بيان الأهمية

أظهرت الدراسات المقطعية أن القدرة على تذكر التفاصيل السياقية للتجارب السابقة (أي ذاكرة المصدر) مرتبطة بتطور الحصين في مرحلة الطفولة. من غير المعروف ما إذا كانت التغييرات الوظيفية في الحصين تسبق التحسينات في الذاكرة أو العكس. باستخدام تصميم طولي متسارع ، وجدنا أن التغييرات المبكرة في ذاكرة المصدر تنبأت لاحقًا بالاتصال الوظيفي الجوهري للحصين وأن هذا الاتصال تنبأ بالتغييرات اللاحقة في ذاكرة المصدر. تشير هذه النتائج إلى أن التجربة السلوكية وتطور الدماغ عمليات تفاعلية ثنائية الاتجاه ، مثل تلك التجربة تشكل التغييرات المستقبلية في الدماغ والدماغ تشكل التغييرات السلوكية المستقبلية. علاوة على ذلك ، تباينت هذه التفاعلات كدالة لعمر الأطفال ومنطقة الدماغ ، مما يبرز أهمية منظور النمو عند التحقيق في تفاعلات الدماغ والسلوك.

انقر فوق cistanche tubulosa مسحوق و Cistanche للذاكرة

مقدمة

تتحسن ذاكرة المصدر بشكل كبير أثناء الطفولة (على سبيل المثال ، Riggins ، 2014). على وجه التحديد ، مع تقدم العمر ، يصبح الأطفال أفضل في الإبلاغ عن التفاصيل السياقية لتجارب الحياة والاحتفاظ بها (باور ، 2007). يرتبط هذا التطور ارتباطًا وثيقًا بنضج الحُصين ، كما يتضح من الاختلافات المرتبطة بالعمر والذاكرة في بنية ووظيفة الحصين عبر التطور (انظر Ghetti and Bunge ، 2012 للمراجعة ؛ Sastre et al. ، 2016 ؛ Tang et al. ، 2018 ؛ ريجينز وآخرون ، 2020). استخدمت الدراسات السابقة بشكل أساسي تصميمات مقطعية لتقييم العلاقات بين الدماغ وتطور الذاكرة ، والتي لا تسمح بالتحقيق في التغيرات التطورية الحقيقية وقد تتأثر بعوامل مربكة ، مثل تأثيرات الفوج. لذلك ، يبقى من غير المعروف ما إذا كانت التغييرات في الدماغ تسبق التحسينات في الذاكرة أو العكس. بالإضافة إلى ذلك ، ركزت الدراسات السابقة على الأطفال الصغار أو الأطفال في سن المدرسة ، مما يجعل المقارنة بين فترات النمو المختلفة أمرًا صعبًا. لمعالجة هذه الثغرات ، استخدمت الدراسة الحالية تصميمًا طوليًا متسارعًا لمتابعة الأطفال 4- و 6- عامًا لمدة 3 سنوات. سمح لنا هذا التصميم باستكشاف التغيرات التنموية في التوصيلية الوظيفية للحصين (iHFC) وتقييم الاختلافات بين 4- و 6- عامًا في العلاقات التنبؤية بين ذاكرة المصدر والتوصيل الوظيفي (انظر الشكل . 1).

في البالغين ، يُعتقد أن الاتصال الوظيفي الجوهري يعكس البنية الوظيفية للدماغ ، والتي تظهر نتيجة للتفاعل المشترك بين مناطق الدماغ (Fox and Raichle ، 2007). من المحتمل أن تكون أنماط الاتصال الوظيفي الجوهرية للأطفال مبنية بطريقة مماثلة ؛ ومع ذلك ، اقترحت فرضية القولبة طويلة المدى أن أنماط الاتصال هذه تتشكل بمرور الوقت نتيجة لكل من النضج والخبرة (Gabard-Durnam et al. ، 2016). على سبيل المثال ، من خلال متابعة 4- إلى 18- عامًا على مدار عامين ، أشارت التحليلات المستقبلية إلى أن الاتصال الوظيفي للوزة الدماغية الناشئ عن المهمة قد توقع اتصالًا وظيفيًا في حالة الراحة بعد عامين ، ولكن ليس بشكل متزامن (Gabard-Durnam وآخرون ، 2016). تشير هذه النتائج إلى وجود ارتباطات بين تنشيط الدماغ المستند إلى المهام والتوصيل الوظيفي الجوهري في كل من الأطفال والبالغين ؛ ومع ذلك ، قد تختلف مثل هذه الجمعيات عبر التنمية.

تدعم البيانات التجريبية أيضًا التأثيرات ثنائية الاتجاه بين الدماغ والسلوك. أولاً ، تدعم الدراسات السابقة الفكرة القائلة بأن التغييرات السلوكية تشكل الاتصال الوظيفي القائم على المهام والجوهر (على سبيل المثال ، Jolles et al. ، 2016 ؛ Clark et al. ، 2017 ؛ Rosenberg-Lee et al. ، 2018). على سبيل المثال ، في الأطفال الذين تتراوح أعمارهم بين 8- و 9- عامًا ، أدت 8 أسابيع من دروس الرياضيات إلى تعزيز iHFC للتلم داخل الفص الجداري (Jolles et al.، 2016). ثانيًا ، أظهرت الدراسات التجريبية أن الاتصال الوظيفي الجوهري يمكن أن يتنبأ بالمكاسب في القدرات المعرفية في وقت لاحق من التطور (على سبيل المثال ، Hoeft et al. ، 2011 ؛ Supekar et al. ، 2013 ؛ Evans et al. ، 2015). على سبيل المثال ، Supekar et al. (2013) وجد أن iHFC تم قياسه قبل التدريس في الرياضيات وتوقع تحسن الأداء بعد التدريس أثناء الطفولة المتوسطة.

بناءً على هذه الدراسات ، اكتشفنا ما إذا كانت هناك تأثيرات ثنائية الاتجاه بين تغييرات ذاكرة المصدر والتوصيل الوظيفي الجوهري من الحُصين إلى مناطق الدماغ التي تم الإبلاغ عنها لدعم ترميز المعلومات السياقية (Geng et al. ، 2019). استخدمنا تصميمًا طوليًا معجلًا لتقييم ما يلي: (أ) التغييرات المرتبطة بالعمر في العلاقات المتزامنة بين ذاكرة المصدر و iHFC ؛ (ب) العلاقات التنبؤية بين التغييرات المبكرة في ذاكرة المصدر و iHFC لاحقًا ؛ و (ج) العلاقات التنبؤية بين iHFC المبكر والتغيرات اللاحقة في ذاكرة المصدر (الشكل 1)

افترضنا أن مكاسب ذاكرة المصدر المبكرة ستتنبأ لاحقًا بـ iHFC لأنه يُعتقد أن تأثير التجربة يتراكم بمرور الوقت (Gabard-Durnam et al. ، 2016). كان من المتوقع أن يؤدي تراكم الخبرات مع أنشطة الذاكرة اليومية إلى إحداث تغييرات تطورية في iHFC أثناء الطفولة. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لزيادة المرونة في وقت مبكر من التطوير (على سبيل المثال ، Tottenham and Sheridan ، 2010) ، توقعنا أن التغييرات في الذاكرة ستتنبأ بشكل أقوى بالاتصال اللاحق في المجموعة الأصغر مقابل الأكبر سنًا.

نظرًا لاقتراح اتصال الدماغ لتشكيل السلوك اللاحق (على سبيل المثال ، Evans et al. ، 2015) ، افترضنا أن iHFC سيتنبأ بالمكاسب في قدرات ذاكرة المصدر. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن وظيفة الحصين تكون أكثر نضجًا أثناء الطفولة المتوسطة مقابل الطفولة المبكرة (Geng et al. ، 2019) ، افترضنا أن الاتصال في 6 سنوات من شأنه أن يتنبأ بشكل أقوى بالذاكرة المستقبلية من الاتصال في 4 سنوات.

المواد والأساليب

كان الأطفال المشاركون مشاركين في دراسة كبيرة تبحث في الذاكرة ونمو الدماغ في مرحلة الطفولة المبكرة والتي استخدمت تصميمًا طوليًا متسارعًا (العدد=200 ، 100 ذكر) (Riggins et al.، 2018؛ Geng et al.، 2019). تضمنت الموجة الأولى (W1) من الدراسة 4- إلى أطفال بعمر 8- عام. تمت دعوة الأطفال 4- و 6- عامًا للعودة لموجتين متتاليتين من الاختبار (W2 و W3 ؛ الشكل 2). في المجموع ، كانت هناك ثلاث موجات ، وتضمنت كل موجة مجموعات صغيرة وكبيرة (مجموعة الشباب: W 1=4 سنوات ، W 2=5 سنوات ، W 3=6 سنوات ؛ المجموعة العمرية: W {{ 17}} سنة ، 2=7 سنة ، 3=8 سنة). يوضح الجدول 1 عدد الأطفال الذين قدموا 3 أو 2 أو 1 موجة من البيانات للتحليلات النهائية في كل مجموعة. كانت الأسباب الرئيسية لفقدان بيانات التصوير العصبي هي أن الأطفال تحركوا كثيرًا ، أو ناموا أثناء الفحص ، أو رفضوا دخول الماسح الضوئي ، أو فشلت العائلات في المتابعة.

قمنا بقياس معدل ذكاء الأطفال في W1 باستخدام المفردات والاختبارات الفرعية لتصميم المجموعات من مقياس Wechsler Intelligence Scale for Children (Ed 4) (Wechsler، 2 00 3) أو Wechsler Preschool and Primary Scale for Intelligence (Wechsler، 2012 ). كان لدى جميع الأطفال المشمولين في التحليلات معدل ذكاء تقديري متوسط ​​إلى أعلى من المتوسط. لم يتم العثور على فرق بين الصغار والكبار في الدرجات المقاسة على المفردات (الشباب: متوسط ​​= 11. 07 ، SD=2. 96 ؛ قديم: متوسط ​​= 11. 66 ، SD { {11}}. 55 ؛ ص=0. 33) أو اختبارات فرعية لتصميم الكتلة (صغير: متوسط ​​= 12. 96 ، SD=2. 73 ؛ قديم: متوسط ​​= 13. 03 ، SD=3. 00 ؛ ص=0. 92). أفاد الآباء أن جميع المشاركين يتمتعون بصحة جيدة دون أي اضطرابات في النمو العصبي أو حالات عصبية أو حالات نفسية. بالإضافة إلى ذلك ، أفاد الآباء أن 88.5 في المائة من الأطفال يستخدمون اليد اليمنى ، و 6.8 في المائة من اليد اليسرى ، و 3.7 في المائة من الأطفال الذين يعانون من عدم الراحة ، و 1 في المائة غير قادرين على التحديد.

ترميز التصميم التجريبي. خلال الزيارة الأولى ، تعلم الأطفال حقائق جديدة (على سبيل المثال ، "تسمى مجموعة من وحيد القرن تحطم") من أحد مصدرين مختلفين ، أنثى بالغة ("آبي") ودمية بصوت ذكر ("هنري") عبر مقاطع فيديو رقمية (Drummey and Newcombe، 2002؛ Riggins، 2014). قدم كل مصدر 6 حقائق لما مجموعه 12 حقيقة. تم منع عرض الحقائق من قبل المصدر ، حيث تعلم الأطفال لأول مرة 6 حقائق من مصدر واحد متبوعًا بـ 6 حقائق من المصدر الآخر ، وتم ترتيب الكتل عشوائيًا عبر المشاركين. كانت هناك ثلاث قوائم حقائق. تتكون كل قائمة من حقائق فريدة كانت متشابهة عبر القوائم (على سبيل المثال ، "تسمى مجموعة من حيوانات الكنغر غوغاء" أو "تسمى مجموعة من الماعز قبيلة"). تم تعيين هذه القوائم بشكل عشوائي عبر المشاركين. طُلب من الأطفال الانتباه إلى الحقائق حيث سيتم اختبارهم بناءً على الحقائق في الأسبوع التالي ولكن لم يتم إخبارهم بأنه سيتم اختبارهم بناءً على مصدر الحقائق. سُئل الأطفال عما إذا كانوا يعرفون الحقائق قبل التجربة. تم استبعاد الحقائق المعروفة واستبدالها بحقائق جديدة إضافية من قائمة المصدر نفسه (لكن هذا نادرًا ما حدث). كل مصدر لديه 8 حقائق محتملة لتفسير احتمال أن يعرف الأطفال واحدة أو اثنتين من الحقائق. إذا كان الطفل يعرف 3 حقائق أو أكثر من مصدر واحد ، فسيتم تقليل العدد الإجمالي للحقائق التي تم اختبار الطفل بناءً عليها (ولكن هذا كان نادرًا ، ن=4).

استرجاع. خلال الزيارة الثانية ، تم اختبار ذاكرة الأطفال لمعرفة الحقائق والمصادر من الزيارة الأولى. طُلب من الأطفال الإجابة على 22 سؤالًا من الأسئلة التافهة وإخبار المجرب أين تعلموا إجابات هذه الأسئلة التافهة. قيل لهم إنهم تعلموا بعض الأسئلة في الأسبوع السابق من "Abby" أو "Henry" ، وبعضها ربما تعلموه خارج المختبر (على سبيل المثال ، من مدرس أو أحد الوالدين) ، والبعض الآخر قد لا يعرفونه. تعلم الأطفال 6 من الحقائق الـ 22 المقدمة من "Abby" ، و 6 من "Henry" ، و 5 كانت حقائق معروفة لدى الأطفال (على سبيل المثال ، "ما هو لون السماء؟") ، و 5 كانت حقائق لا يعرفها الأطفال عادةً (على سبيل المثال ، "ما هو الجزء الملون من عينك يسمى؟"). تحتوي كل قائمة من 22 حقيقة على أمرين عرضيين عشوائيين ، وقد تمت موازنة هذه الأوامر عبر المشاركين. إذا كان الأطفال غير قادرين على تذكر المصدر لسؤال معين ، فقد تم تقديم خمسة خيارات متعددة الخيارات: الآباء ، أو المعلم ، أو الفتاة في الفيديو ، أو دمية في الفيديو ، أو عرف / خمن للتو

تم حساب ذاكرة المصدر على أنها نسبة الأسئلة التي يتذكر الأطفال عنها بدقة أو يتعرفون على كل من الحقيقة والمصدر من إجمالي عدد الحقائق المكتسبة (انظر الصيغة أدناه). يُعتقد أن هذا القياس لذاكرة المصدر يعكس ارتباط الحقائق والمصادر ، وهو جانب مهم من الذاكرة العرضية (Miller et al. ، 2013 ؛ Cooper and Ritchey ، 2020).

أثناء الفحص الخالي من المهام ، تمت مراقبة حركة رأس المشارك في الوقت الفعلي. إذا أظهر أحد المشاركين حركة رأس مفرطة (0.2 مم في أي اتجاه) خلال النصف الأول من أي تشغيل ، فقد تمت إعادة تشغيل الفحص وتم تذكير المشارك بالبقاء ثابتًا قدر الإمكان.

معالجة بيانات التصوير في التحليلات ، تم تضمين جميع الصور الـ 21 0 التي تم جمعها في حالة الراحة بالرنين المغناطيسي الوظيفي ، حيث تم تجاهل المجلدات الأربعة الأولى قبل جمع البيانات بسبب عدم استقرار إشارة MR الأولية وتكيف المشاركين. تضمنت المعالجة المسبقة الخطوات التالية. أولاً ، تم إجراء تصحيح وقت الشريحة وتصحيح حركة الرأس والتمهيد باستخدام DPABI 1.3 (Yan et al. ، 2016). تم بعد ذلك إجراء تحليل مكون مستقل على بيانات ناعمة باستخدام MELODIC ، صندوق أدوات FSL ، لإزالة المكونات ذات الصلة بالقطع الأثرية (Geng et al. ، 2019). بعد إزالة جميع المكونات المتعلقة بالأثرية ، تم إجراء استخراج المخ والتطبيع والتصفية. باتباع الإجراء الذي اقترحه تيلمان وآخرون. (2018) ، تم إجراء استخراج الدماغ على الصورة الموزونة T 1- بشكل منفصل في ستة صناديق أدوات: أدوات التطبيع المتقدمة و AFNI و FSL و BSE و ROBEX و SPM8 لضمان الحصول على بيانات عالية الجودة. تم تضمين وحدات البكسل المستخرجة بواسطة أربعة صناديق أدوات على الأقل في قناع الدماغ. تم استخدام أدوات التطبيع المتقدمة لإجراء التسجيل والتطبيع. أجريت التحليلات الإحصائية في AFNI (كوكس ، 1996). تم إجراء تصفية ممر النطاق الزمني (0. 01-0. 1 هرتز) والتنعيم المكاني باستخدام نواة غاوسية FWHM بحجم 5 مم في AFNI على بيانات طبيعية.

مناطق البذور الفردية (ثنائية