Nevroanatomiske forskjeller i minnesystemene for intellektuell begavelse og typisk utvikling

Ta kontakt med:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Abstrakt

Innledning: Å studere nevro-strukturelle markører for intellektuell begavelse (IG) vil informere vitenskapelig forståelse av prosessene som hjelper barn med å utmerke seg akademisk. Metoder: Strukturell og diffusjonsvektet MR ble brukt til å sammenligne regional hjerneform og tilkobling til 12 barn med gjennomsnittlig til høy gjennomsnittlig IQ og 18 IG-barn, definert som å ha IQ større enn 145. Resultater: IG hadde større subkortikale strukturer og mer robust hvit materie mikrostrukturell organisering mellom disse strukturene i regioner assosiert med eksplisitt minne. TD hadde mer tilkoblede, større subkortikale strukturer i regioner assosiert med implisitt minne. Konklusjoner: Det ble funnet at minnesystemene i hjernen til barn med eksepsjonelle intellektuelle evner er forskjellig størrelse og koblet sammen sammenlignet med hjernen til typisk utviklende barn. Disse forskjellige nevroutviklingsbanene foreslår forskjellige læringsstrategier. Et spekter av intelligenstyper er sett for seg, tilrettelagt av forskjellige forhold mellom implisitte og eksplisitte systemer, som ble validert ved hjelp av et stort eksternt datasett.

SØKELORD-tilkobling, intellektuell begavelse, læringsstrategier, minnesystemer, nevroanatomi

Cistanchekanbehandle Alzheimers

Taylor Kuhn

Robin Blades

Lev Gottlieb

Kendra Knudsen

Christopher Ashdown

Laurel Martin-Harris

Dara Ghahremani

Bianca H. Dang

Robert M. Bilder

Susan Y. Bookheimer

Department of Psychiatry and Biobehavioral Sciences, UCLA, 635 Charles E Young Dr, South, Los Angeles, CA 90025, USA

INTRODUKSJON

Til tross for deres eksepsjonelle lærings- og testing, vet vi overraskende lite om hvordan lærings- og minnesystemene i intellektuelt "begavede" hjerner utvikler seg og fungerer. Barn med eksepsjonelt intellekt har vanligvis mer effektive minnefunksjoner, større og mer intrikat organiserte kunnskapsbaser, og er i stand til å bruke mer komplekse kognitive strategier som er avhengige av disse minnet og semantiske strukturene for å løse problemer raskere eller i en tidligere alder enn de vanligvis utvikler ( TD) barn (Ali et al., 2003, Athanasakis et al., 2014, Colom et al., 2004, Davidson, 1986). Dermed er de i stand til å generalisere kunnskap på tvers av domener, gjøre intuitive sprang (Desco et al., 2011), og spontant bruke selektiv læring samt sammenligne og integrere informasjon under problemløsning (Duncan et al., 2000). "Begavede" barn bruker mer komplekse kognitive strategier for å løse problemer raskere eller i en tidligere alder enn TD-barn (Ali et al., 2003, Athanasakis et al., 2014, Colom et al., 2004, Davidson, 1986), og Grunnlaget for mange av disse avanserte kognitive ferdighetene ser ut til å være deres minnesystem. Tidligere studier har vist en aldersrelatert global økning i kortikal tykkelse, først og fremst i den utøvende integriteten til hvit substans som forbinder frontale og parietale regioner hos begavede barn (Geake & Hansen, 2005, Gerig et al., 2001).

I tillegg er det funnet bevis for en forbedret eller divergerende nevroutviklingsbane hos matematisk begavede barn, hvis hjerner har en tendens til å bruke høyre hemisfære frontotemporale systemer på en selektiv og vellykket måte som lar dem prestere eksepsjonelt godt (O'Boyle et al., 1990, O'Boyle et al., 1995, O'Boyle et al., 2005, Packard & Knowlton, 2002, Pesenti et al., 2001). Likevel, av få eksisterende studier, har ingen fokusert på minnesystemer. Vi mangler fortsatt kritisk informasjon som kan være grunnleggende for å forstå mekanikken til deres informasjonsintegrasjonssystemer, for eksempel regional form og koblinger til nevrale læringsnettverk. To parallelle minnesystemer er av spesiell interesse når man studerer nevroutvikling. Implisitt læring beskriver automatisk læring av sosiale, språklige og prosedyreoppgaver som tilegnes og brukes uten bevisst innsats. Denne mekanismen lar barn lage grammatisk korrekte setninger og forstå sosiale normer, for eksempel øyekontakt uten eksplisitt instruksjon (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) sammen med TD-barn. Vi brukte strukturell og diffusjonsvektet MR og nevropsykologiske metoder for å sammenligne den regionale hjerneformen og tilkoblingen til 12 barn med gjennomsnittlig til høy gjennomsnittlig IQ (90–130, gjennomsnittlig=124 ± 10,9; alder=10.7 ± 1.86; 58 prosent kvinner) og 18 med høy IQ (145–170, gjennomsnittlig=153 ± 11.4; alder=10.2 ± 2.02; 56 prosent kvinner). Deretter testet vi heuristikken utviklet i denne prøven på en stor, ekstern database for å forsøke å bekrefte og utvide funnene.

cistanche kroppsbygging

2 METODER

2.1 Deltakere

Deltakerne inkluderte 18 intellektuelt begavede barn (bekreftet ved nevrokognitiv testing), som alle viste velbalanserte intellektuelle (matematiske, verbale, visuomotoriske, hukommelse/konsentrasjon og dømmekraft/resonnement) profiler og 12 typisk utviklende barn. Alle prosedyrer var i samsvar med Helsinki-erklæringen, gjennomgått og godkjent av University of California, Los Angeles (UCLA) Institutional Review Board før påmelding og alle deltakere ga skriftlig informert samtykke. Deltakerne ble rekruttert fra lokale Los Angeles-skoler og skolefritidsordninger, inkludert skoler og programmer for eksepsjonelt begavede elever. Alle deltakere fullførte skriftlig informert samtykke/samtykke. Kvalifisering for denne studien ble bestemt ved det første besøket etter administrering av en standardisert IQ-test (Stanford Binet 5 (Huang-Pollock et al., 2011)). Eksepsjonell begavelse ble definert som IQ større enn eller lik 145. Alders-, rase- og kjønnsmatchende, typisk utviklende friske barn med IQ større enn eller lik 90 og mindre enn eller lik 145 uten historie med oppmerksomhet, språk eller læring lidelse ble også rekruttert. Potensielle studiedeltakere ble ekskludert fra studien hvis noen av disse eksklusjonskriteriene var oppfylt: historie med hodeskade, anfallsforstyrrelse eller andre nevrologiske eller psykiatriske lidelser; tidligere eller nåværende språkforstyrrelse, oppmerksomhetssvikt og hyperaktivitetsforstyrrelse, atferdsforstyrrelse, tvangslidelse, autismespekterforstyrrelse eller narkotikaavhengighet; nåværende/tidligere plassering i spesialundervisningsklasse eller en IQ mindre enn eller lik 84; kontraindikasjoner for MR (f.eks. metallimplantater, pacemaker, tannregulering eller andre metaller festet til hodet, og graviditet).

2.2 Gruppedemografisk sammenligning

Demografiske faktorer (f.eks. alder, utdanning) mellom IG- og TD-grupper ble sammenlignet med en enveis variansanalyse (ANOVA). Gruppeforskjeller i dikotome faktorer (f.eks. kjønn, etnisitet) ble vurdert ved hjelp av kjikvadratanalyser. Vi brukte p < 0,05="" som="" grenseverdi="" for="" statistisk="" signifikans="" for="" disse="" demografiske="">

2.3 Nevropsykologisk testing

Alle deltakerne fullførte et standardisert nevropsykologisk mål (Stanford-Binet 5; Huang-Pollock et al., 2011) designet for å teste IQ med høyt tak (IQ=170) som muliggjør kvantifisering av IQ i usedvanlig intellektuelt begavede deltakere. 2.4 MR-innsamling Alle nevrobildedata ble samlet inn ved hjelp av en 12-kanalhodespole på en 3T Siemens Tim Trio (Siemens Medical Solution, Erlangen, Tyskland) MR-skanner plassert ved UCLA Staglin IMHRO Center for Cognitive Neuroscience. Strukturelle MP-RAGE T{{1{{20}}}}vektede skanninger ble innhentet med 120–1.0 mm sagittale skiver, FOV=256 mm (AP) × 192 mm (FH), matrise=256–192, TR=450.0 ms, TE=10.0 ms, vippevinkel { {23}}, voxelstørrelse=1,0 mm × 0,94 mm × 0,94 mm. DTI-data ble innhentet ved hjelp av enkeltbilde spin-ekko plan avbildning (EPI) og ved å bruke følgende parametere: TR=8400 ms; TE=91 ms; 1282 matrise, FOV=256 mm, b=1000 s/mm2, NEX=1, 64 skiver, 2 mm skivetykkelse, 0 mm hopp, PAT=2. Diffusjon ble samlet i 64 retninger (b=1000 s/mm2) med 4 bilder med b=0 s/mm2. Alle bildene ble kvalitetskontrollert og visuelt inspisert før de ble forhåndsbehandlet og analysert.

2.5 Subkortikal formbehandling og analyse 3D morfometriske T1-vektede anatomiske skanninger ble samlet inn for alle deltakerne. Ved å bruke FMRIB Software Library versjon 6.0 (Kalbfleisch, 2004) (FSL) ble T1-dataene kjørt gjennom en automatisert, modellbasert subkortikal segmenteringsprotokoll (FSL FIRST (Kuhn et al., 2017)) ved bruk av en grense korrigeringsmetode. Toppunkt- og søylefilene til automatisk segmenterte subkortikale regioner av interesse (ROI; som inkluderte amygdala, nucleus accumbens, caudate, hippocampus, pallidum, putamen og thalamus) i venstre og høyre hemisfære ble deretter visuelt inspisert for kvalitet. De endelige toppunktfilene for de segmenterte subkortikale strukturene ble sammenkoblet både mellom gruppe og innenfor gruppe. Alle automatisk segmenterte ROIer for hver deltaker ble justert til samme standardplass.

Hvert toppunkt gir data om plasseringen av overflaten til ROI på samme punkt i rommet for hver deltaker. For å utføre gruppeanalyser ble hver deltakers data registrert til et standardrom slik at hvert toppunkt ble justert til samme punkt i rommet for gruppesammenligninger. Gjennomsnittlig overflate av prøven ble brukt som mål for denne justeringen. Disse skalare toppunktverdiene ble deretter analysert ved hjelp av parametriske statistiske analyser for å undersøke forholdet mellom-gruppe (IQ vs. TD) og formen til hver subkortikal struktur. Disse analysene ble utført ved hvert toppunkt ved bruk av en Monte Carlo-simulering i FSLs randomiserte skript (Kyllonen & Christal, 1990, Mills & Tissot, 1995). Regresjoner vurderte forholdet mellom radiell avstand ved hvert toppunkt til variabler av interesse (dvs. gruppebetegnelse, IQ). En flertrinns, kvalitetskontrollert prosesseringspipeline ble brukt for å korrigere for flere artefaktkilder, og alle resultater ble korrigert for flere sammenligninger (q > 0,05) ved bruk av falsk oppdagelsesrate (FDR) (Na et al., 2007).

2.6 Behandling og analyse av hvit substans mikrostruktur

En rutinemessig DWI-behandlingsrørledning ble utført ved bruk av FSL v 6.0 (Kalbfleisch, 2004), som involverte hjerneekstraksjon, korreksjon for virvelstrømforvrengning og bevegelses- og tensortilpasning. DWI-beregninger for hvit substans mikrostruktur, fraksjonert anisotropi (FA) og gjennomsnittlig diffusivitet (MD) ble beregnet for hver deltaker. Analyser ble utført ved bruk av Tract Based Spatial Statistics (TBSS) (Navas-Sánchez et al., 2014), en metode som tillater voxel-vis statistisk utspørring av DWI-metrikker langs WM-trakter av interesse (TOI). TOI-er ble avledet fra John Hopkins University White Matter-atlas (Neihart et al., 2002) og inkluderte bilaterale: fremre thalamusstråling (ATR), inferior front occipital fasciculi (IFO), inferior longitudinal fasciculus (ILF), superior longitudinal fasciculus (SLF) ), uncinate fasciculus (UNC), cingulate bunt (CGC), hippocampus (HC) hvit substans, samt pinsett major og pinsett minor. Parametriske statistiske analyser undersøkte forskjeller mellom grupper i WM-mikrostruktur (FA og MD). Korrelasjonsanalyser undersøkte forholdet mellom IQ og FA/MD. TBSS-resultater ble korrigert for flere sammenligninger med terskelfri klyngeforbedring – TFCE (O'Boyle, 2008)).

2.7 Volumetrisk bekreftelse av den eksplisitte/implisitte heuristikken ved bruk av et eksternt datasett

Det nåværende utvalget inkluderte ikke barn med under gjennomsnittet til svekket IQ-score eller noen atypiske nevroutviklingstilstander, slik som oppmerksomhetsunderskudd hyperaktivitetsforstyrrelse (ADHD) eller autisme. Derfor søkte vi å teste den eksplisitte/implisitte rasjonsheuristikken i et eksternt, stort datasett som inkluderer dette bredere spekteret av utviklingsbaner. Dermed ble prosjektet Adolescent Brain and Cognitive Development (ABCD) (UCLA PI: Bookheimer) brukt som et eksternt datasett for å forsøke å validere den eksplisitte til implisitte rasjonsheuristikken utledet fra begavede ungdomsanalysen (beskrevet i del 3). Alder, kjønn, global kognitiv funksjonsscore fra National Institute of Health (NIH) Toolbox samt subkortikalt strukturvolum ble kompilert fra alle tilgjengelige ABCD-deltakere. Volumet av hjerneregionene (eksplisitt minne) som ble funnet å være betydelig større i IG-gruppen ble summert for å skape den eksplisitte minnehjernekomponenten. Volumet av hjerneregionene (implisitt minne) som ble funnet å være større i TD-gruppen ble summert for å skape den implisitte minnehjernekomponenten. Deretter ble den eksplisitte/implisitte forholdsvariabelen beregnet ved å dele den eksplisitte minnehjernekomponenten med den implisitte minnehjernekomponenten. En korrelasjonsanalyse ble deretter beregnet for å vurdere forholdet mellom dette eksplisitte/implisitte minnehjerneforholdet og global kognitiv ytelse som målt av NIH Toolbox. Gitt formatet som ABCD-data gjøres tilgjengelig (dvs. ekstraherte verdier i et regneark i stedet for rå MR-data), var vi ikke i stand til å kjøre formanalyse. Vi var imidlertid i stand til å kjøre volumanalyser. Viktigere er at formanalyser er mer regionalt spesifikke og mer sensitive enn volumanalyse (Rogers, 1986). Som sådan vil effekter funnet i volumanalyser være tilstede i formanalyser, men formanalyseresultater kan være tilstede når volumanalyse ikke er sensitiv nok til å oppdage endring (Rota et al., 2009). Derfor bør vellykket replikering av heuristikken ved bruk av ABCD-volumetriske data effektivt replikere formfunnene fra den første prøven her.

3 RESULTATER

3.1 Demografisk gruppesammenlikning

IG- og TD-gruppene var ikke signifikant forskjellig i alder, utdanningsår, etnisitet eller kjønn (alle p > 0,05). IG-gruppen (153 ± 11,4) hadde en signifikant høyere IQ enn TD-gruppen (128 ± 10,9, p < 0,01;="" tabell="" 1).="" ig-gruppen="" bestod="" av="" "velbalanserte"="" intellektuelle="" profiler.="" alle="" begavede="" deltakere="" var="" på="" superior="" voksen="" 1="" eller="" høyere="" nivå="" for="" matematikk="" og="" verbale="" ferdigheter,="" med="" ett="" unntak.="" en="" begavet="" deltaker="" var="" på="" nivået="" over="" gjennomsnittet="" for="" "vokabular="" og="" verbal="" flyt"="" og="" superior="" voksen="" 1="" for="" "aritmetisk="" resonnement."="" den="" samme="" deltakeren="" testet="" også="" på="" superior="" adult="" 3-nivå="" for="" dømmekraft="" og="" resonnement.="" derfor="" så="" alle="" ig-deltakerne="" ut="" til="" å="" være="" velbalanserte="" i="" matematisk="" og="" verbal="">

3.2 Subkortikal form

Betydelig større toppunkter ble funnet i bilateral hippocampi og høyre putamen av IG, mens større toppunkter ble funnet i venstre amygdala, høyre caudat og bilateral nucleus accumbens i TD. Spesielt viste IG større toppunkter i hodet til venstre HC, kroppen til høyre HC og bilateral HC-hale samt bakre regioner av høyre putamen. TD viste større hjørner bredt gjennom bilaterale accumbens, primært i kroppen til høyre caudat og i sentromediankjernene til venstre amygdala. På tvers av hele prøven var IQ korrelert med større toppunkter i den bilaterale HC-halen (figur 2).

3.3 Mikrostruktur av hvit substans

FA i den hvite substansen i høyre ATR og høyre HC hale (dvs. fornix) var signifikant høyere (0,001 < p="">< 0,05)="" i="" ig-gruppen="" sammenlignet="" med="" kontrollene.="" md="" var="" signifikant="" lavere="" i="" bilateral="" atr,="" hc="" og="" unc="" i="" ig-gruppen="" sammenlignet="" med="" kontrollene.="" spesielt="" ble="" md-resultater="" funnet="" i="" en="" høyere="" prosentandel="" av="" høyre="" sammenlignet="" med="" venstre="" hjernehalvdel.="" md-resultater="" ble="" også="" funnet="" i="" forskjellige="" regioner="" avhengig="" av="" halvkule.="" i="" hc="" ble="" resultater="" fra="" høyre="" hjernehalvdel="" funnet="" nær="" hc-halen="" (dvs.="" fornix),="" og="" venstre="" resultater="" ble="" funnet="" i="" hc-kroppen="" (dvs.="" ca-regioner).="" i="" unc="" var="" funnene="" dårligere="" i="" venstre="" hjernehalvdel.="" på="" tvers="" av="" hele="" prøven="" var="" fa="" signifikant="" positivt="" korrelert="" med="" iq="" i="" bilateral="" (høyre="" mer="" enn="" venstre="" hemisfære)="" atr="" og="" høyre="" hc.="" videre="" var="" md="" negativt="" korrelert="" med="" iq="" i="" bilateral="" (høyre="" større="" enn="" venstre)="" atr,="" venstre="" hc,="" venstre="" unc,="" venstre="" cingulate="" bunt="" og="" venstre="" ilf="" (figur="" 1="" og="">

3.4 Bekreftelse av den eksplisitte/implisitte heuristikken ved bruk av et eksternt datasett

ABCD-datasettet besto av 7652 deltakere (gjennomsnittsalder=119 ± 7,5 måneder; 62,9 prosent kvinner) med alle nødvendige data for denne studien. Det eksplisitte/implisitte minneforholdet var signifikant positivt relatert til global kognitiv ytelse (r=0.23, p < 0.05)="" så="" vel="" som="" den="" kvadratiske="" globale="" kognitive="" ytelsen="" (r="." 022,="" p="">< 0,05)="" (figur="" 4).="" en="" trinnvis="" hierarkisk="" regresjon="" ved="" bruk="" av="" lineær="" og="" kvadratisk="" global="" kognitiv="" ytelse="" ga="" en="" endelig="" modell="" [f="" (2,="" 7652)="4.50," p=".011)" inkludert="" den="" kvadratiske="" globale="" kognitive="" ytelsen="" (="" {{20}="" }.24,="" p=".04)" som="" en="" signifikant="" prediktor="" for="" det="" eksplisitte/implisitte="" forholdet.="" gitt="" at="" formanalyse="" er="" mer="" sensitiv="" enn="" volumanalyse,="" bør="" dette="" funnet="" ved="" bruk="" av="" volumetrikk="" i="" abcd-datasettet="" også="" oversettes="" til="" en="" formanalyse="" (noe="" som="" ikke="" var="" mulig="" gitt="" formatet="" til="">

En lignende regresjon ble utført ved å bruke de globale kognisjonsmålene for å forutsi en sammensatt variabel bestående av FA til ATR og HC hvit substans. Det var en signifikant kvadratisk sammenheng [F (2, 7562)=13.17, p < .0001]="" mellom="" global="" kognisjon="" (="−0.034," p="">< .001)="" og="" sammensatt="" variabel="" bestående="" av="" fa="" av="" høyre="" atr="" og="" hc="" hvit="" substans.="" til="" slutt="" spådde="" en="" trinnvis="" regresjon="" en="" sammensatt="" variabel="" bestående="" av="" md="" for="" unc,="" hc="" hvit="" substans="" og="" atr.="" den="" kvadratiske="" globale="" kognitive="" poengsummen="" (="0.12," p=""><.001) predikerte="" signifikant="" denne="" sammensatte="" md-variabelen="" [f="" (2,="" 7562)="15.31," p=""><>

cistanche kroppsbygging

4. DISKUSJON

Denne undersøkelsen fant at det er en dobbel dissosiasjon mellom størrelsen og tilkoblingen til to separate minnesystemer når man sammenligner intellektuelt begavede barn og deres TD-kolleger. I forhold til TD-gruppen hadde de begavede barna større subkortikale strukturer og mer sammenkoblet hvit substans mikrostrukturell organisasjon mellom disse strukturene i regioner assosiert med eksplisitt minne og IQ: bilateral hippocampus og høyre putamen. Spesifikt var putamen, sannsynligvis via integrerende forbindelser med den prefrontale cortex, og subregioner av hippocampus assosiert med ny læring og informasjonsintegrasjon (dentate gyrus og CA3) større hos intellektuelt begavede barn (figur 1 og 2). Den uttalte integriteten til de hvite substansforbindelsene mellom disse regionene er i samsvar med et anatomisk grunnlag for den iboende tilbøyeligheten til intellektuelt begavede barn til å lære, integrere og bruke eksplisitt informasjon raskt og effektivt. Videre kan disse funnene relatere til tilbøyeligheten for begavede barn til å vise høyere nivåer av indre motivasjon til å lese, tenke og tilbringe tid alene. Interessant nok hadde typisk utviklende barn mer tilknyttede, større subkortikale strukturer i regioner assosiert med implisitt hukommelse: striatum (dvs. caudate, nucleus accumbens) og amygdala (Figur 2; Haier et al., 1988).

Denne doble dissosiasjonen antyder at intellektuelt begavede og typisk utviklende barn kan ha medfødt forskjellige nevroutviklingsbaner mediert av forskjellige læringsstrategier. Dette funnet førte til at vi så for oss et bredt spekter av intelligenstyper, delvis tilrettelagt av forskjellige forhold mellom implisitt og eksplisitt systemutvikling. Eksplisitt og implisitt minne okkuperer forskjellige regioner av hjernen og skaper uavhengige, men sammenkoblede læringsnettverk. På grunn av begrensede ressurser og begrenset eiendom i hjernen, kan det være en avveining mellom å utvikle eksplisitte og implisitte minnesystemer.

Forskjellene vi fant kan reflektere en stor fordeling av minnesystemvariasjoner, med TD og begavede barn som representerer de mest funksjonelle nisjene (figur 3). Funn fra hjernen til et matematisk vidunderbarn ble tidligere postulert å være drevet av den svært effektive episodiske minnekodingen og gjenfinningen (Scharnowski et al., 2015). For at dette skal være sant, vil det være nødvendig med episodiske minnestrukturer, så vel som frontallappsystemer involvert i oppmerksomhet og gjenfinning. Den nåværende studien rapporterer nettopp det: store og robust sammenkoblede episodiske minnestrukturer og frontale hvite substanser (f.eks. ATR).

ATR-funnet stemmer også overens med en rekke tidligere arbeid som har funnet ut at høy intelligens er assosiert med engasjement av prefrontale og cingulate hjernenettverk (Kuhn et al., 2017, Schmithorst et al., 2005), samt tidligere arbeid. som fant at matematisk begavede hjerner hadde høyere FA i corpus callosum og assosiasjonskanaler som kobler frontallappen til basale gangliastrukturer, inkludert ATR, og frontotemporale/parietale kanaler, inkludert UNC (Shaw et al., 2006).

Forbedrede bilaterale hjerneregioner funnet her er i tråd med tidligere funn som indikerer at unike, bilaterale hjerneregioner aktiveres av matematisk tidlige barn under mentale rotasjonsoppgaver (Squire et al., 1993, Weiskopf, 2012). I tillegg er tendensen til at funn blir lateralisert i tråd med tidligere funn som tyder på at hemisfærisk lateralitet, spesielt høyre hemisfære, samt forbedret koordinasjon innenfor og mellom hjerneregioner, er en viktig nevrale underbyggelse av intellektuell begavelse (O'Boyle et al. al., 1995).

Til slutt, resultatene over hele utvalget som tyder på at IQ var korrelert med DTI-beregninger i ATR, HC og UNC er i tråd med tidligere funn i en studie av matematisk begavelse (Shaw et al., 2006), som rapporterte corpus callosum, fornix , og assosiasjonskanal DTI metriske korrelasjoner med intelligens. Dette forholdet mellom hvit substans og IQ er potensielt drevet, i det minste delvis, av genfamilien plexin, som nylig ble funnet i en genomomfattende assosiasjonsstudie for å forutsi IQ (Winberg et al., 1998). Plexiner er kjent for å være knyttet til veiledning av utviklende aksoner (Worzfeld & Offermanns, 2014), nevrale tilkoblinger (Zabaneh et al., 2018) og regenerering (Zhang et al., 2017), og kan dermed være relatert til den hvite viktige funn i IG-gruppen vår.

FIGUR 1 Traktbasert romlig statistikk avslører økt mikrostrukturell åpenhet i hvit substans hos intellektuelt begavede sammenlignet med typisk utviklende barn i eksplisitte hukommelsesområder

FIGUR 2 Formanalyse avslører større form i eksplisitte minneregioner i intellektuelt begavede og implisitte minneregioner hos typisk utviklende barn

Denne første prøven inkluderte ikke barn med under gjennomsnittet til svekket IQ-score eller noen atypiske nevroutviklingstilstander, som ADHD eller autisme. Disse gruppene kan ligge i de videre endene av spekteret, der eksplisitt eller implisitt minne kan være underutviklet eller overutviklet i skadelig grad. Dermed replikerte vi denne analysen i et mye større utvalg som inkluderte barn med under gjennomsnittet til svekket IQ-score og noen utviklingsforskjeller (f.eks. ADHD). Vi testet denne eksplisitte/implisitte heuristikken ved å bruke et stort, eksternt datasett: ABCD-prosjektet (N=7652). I tråd med vår hypotese fant vi en signifikant kvadratisk sammenheng mellom den eksplisitte/implisitte heuristikken og IQ. Denne replikeringen av våre første funn tyder på at det faktisk kan være en utviklingsbalanse av implisitte og eksplisitte minnesystemer som kan fenotypisk uttrykke seg med forskjellige kognitive profiler.

Fremtidig forskning kan være lurt å undersøke den relative utviklingen av implisitte og eksplisitte strukturer i andre populasjoner, slik det er blitt grundig utforsket i nevrodegenerative lidelser som Alzheimers sykdom (degenererende eksplisitt minneanatomi og ferdigheter med bevart implisitt hukommelse) og Parkinsons sykdom (degenererende implisitt minneanatomi) og ferdigheter med bevart eksplisitt hukommelse). Å identifisere de strukturelle og funksjonelle markørene for begavelse vil hjelpe oss å forstå de dypere systemene som lar barn lære i og utenfor skolemiljøet. Både implisitt og eksplisitt læring er avgjørende, og mangler i begge kan føre til sosiale, akademiske og faglige vansker. Selv om "begavede" barn skårer godt på IQ-tester, lider mange også av lærevansker som hindrer dem i ikke-eksplisitte læringsbaserte oppgaver, og de fleste TD-barn kan ha nytte av ytterligere eksplisitt læringsutvikling (Hayden et al., 2020). Denne studien gir litt innsikt i hvordan fremtidige intervensjoner kan målrettes mot eksplisitte eller implisitte systemer for å maksimere læring på tvers av utviklingsspekteret. Vi kan finne ut at hjerneavbildning til slutt vil tillate oss å designe pedagogiske intervensjoner basert på et individs hjernestruktur, for å støtte sunn intellektuell og atferdsmessig utvikling.

Cistanche kan behandle Alzheimers

Empirisk funderte kognitive treningsprosedyrer, slik som Program for Education and Enrichment of Relational Skills (PEERS; Laugeson et al., 2012), kan hjelpe til med å øke TD-barn, begavede barn og kliniske risikopopulasjoner (f.eks. autismespekteret) lidelse, læringsforstyrrelse, hyperaktivitetsforstyrrelse med oppmerksomhetsunderskudd og intellektuell funksjonshemming), slik at utdanningsinstitusjoner kan støtte barn av alle læringstyper og evner. Vi håper denne studien inspirerer til videre undersøkelse av strukturene som legger til rette for implisitt og eksplisitt læring, deres rolle i utviklingsforskjeller og mulige fremtidige læringsterapier.