Az autizmus spektrumzavarban szenvedő gyermekek és serdülők merev memóriájának hátterében rejlő hippocampális funkcionális kapcsolat: eset-kontroll vizsgálat

Kapcsolatfelvétel: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-mail:audrey.hu@wecistanche.com

Teruo Hashimoto1, Susumu Yokota2, Yutaka Matsuzaki1 és Ryuta Kawashima

Absztrakt

Atipikus tanulás és memóriakorai életkorban elősegítheti az atipikus viselkedést a későbbi életkorban. Kevésbé relációs tanulás és rugalmatlan visszakeresés gyermekkorban fokozhatja a korlátozott és ismétlődő viselkedést az autizmus spektrumzavarban szenvedő betegeknél. A tanulmány célja az volt, hogy feltárja a mechanizmusokatatipikus memóriaautizmus spektrumzavarban szenvedő gyermekeknél. Kép–név páros tanulási és késleltetett felismerési teszteket végeztünk két csoporttal: egy csoportban magasan funkcionáló autizmus spektrumzavarral rendelkező gyerekek (7–16 évesek, n=41), a másikban pedig jellemzően fejlődő gyerekek (n{{) 5}}), amely megfelelt az első csoport korának, nemének és IQ-jának. Felmértük a korrelációkat a sikeres felismerési pontszámok és a mag-teljes agy nyugalmi állapot funkcionális kapcsolata között. Bár mind a tanulási, mind a visszakeresési teljesítmény összehasonlítható volt a két csoport között, valamivel alacsonyabb kategóriájú tanulást és szignifikánsan kevesebb memóriagyarapodást tapasztaltunk az autizmus spektrumzavarral küzdő csoportban, mint a tipikusan fejlődő csoportban. A jobb kanonikus elülső hippocampális hálózat részt vett a jellemzően fejlődő fiatalok sikeres memóriájában, míg más memóriarendszerek részt vehetnek az autizmus spektrumzavarral küzdő fiatalok sikeres memóriájában. A kontextustól független és kevésbé relációs memóriafeldolgozás az autizmus spektrumzavarban kevesebb memóriagyarapodással járhat. Ezek az atipikus memóriajellemzők az autizmus spektrumzavarban bizonyos helyzetekben kihangsúlyozhatják rugalmatlan viselkedésüket.

Lay absztrakt

Atipikus tanulás és memóriakorai életkorban elősegítheti az atipikus viselkedést a későbbi életkorban. Pontosabban, a gyermekkori kevésbé relációs tanulás és rugalmatlan visszakeresés fokozhatja a korlátozott és ismétlődő viselkedést az autizmus spektrumzavarban szenvedő betegeknél. A tanulmány célja az volt, hogy feltárja a mechanizmusokatatipikus memóriaautizmus spektrumzavarban szenvedő gyermekeknél. Kép–név páros tanulási és késleltetett felismerési teszteket végeztünk két fiatal csoporttal: egy csoportban magasan funkcionáló autizmus spektrumzavarral küzdő gyerekek (7-16 évesek, n=41), a másikban pedig jellemzően fejlődő gyerekek (n{) {4}}), amely megfelelt az első csoport életkorának, nemének és teljes IQ-jának. Megvizsgáltuk a sikeres felismerési pontszámok és a neurális kapcsolat közötti összefüggéseket a mágneses rezonancia képalkotó szkennerben való pihenés során, anélkül, hogy bármire is gondoltunk volna. Bár mind a tanulási, mind a visszakeresési teljesítmény összehasonlítható volt a két csoport között, az autizmus spektrumzavaros csoportban lényegesen kevesebb memóriajavulást tapasztaltunk, mint a tipikusan fejlődő csoportban. A memóriahálózat a jellemzően fejlődő fiatalok sikeres memória-visszakeresésében vett részt, míg a többi, nem nagy mértékben hálózatfüggő memóriarendszer az autizmus spektrumzavarral küzdő fiatalok sikeres memóriájában vehet részt. A kontextustól független és kevésbé relációs memóriafeldolgozás az autizmus spektrumzavarban kevesebb memóriagyarapodással járhat. Más szóval, az autista spektrumzavarral küzdő fiatalok számára előnyös lehet a nem-relációs memória. Ezek az atipikus memóriajellemzők az autizmus spektrumzavarban bizonyos helyzetekben eltúlozhatják rugalmatlan viselkedésüket, vagy – fordítva – atipikus viselkedésük merev és kevésbé összefüggő emlékeket eredményezhet.

Kulcsszavak: autizmus spektrum zavar, fejlődés, hippokampusz, tanulás, felismerés

Bevezetés

Az autizmus spektrumzavar (ASD) csökkent kognitív rugalmasságát korlátozott érdeklődés és ismétlődő viselkedés jellemzi (Lopez et al., 2005). Az ASD-ben szenvedő betegek rugalmatlan viselkedése összefüggésben állhat az övékkelatipikus memória. Az atipikus verbális tanulási stratégiák (Bowler és mtsai, 2009), a stratégia kevesebb használata mind a tanulásban, mind a visszakeresésben, valamint a részletes visszakeresés károsodását mutatták ki az ASD-ben (Gaigg et al., 2015; Wojcik et al., 2018). A traumás emlékek gyakorisága az ASD-s fiatalokban összefügghet az atipikus tanulással és visszakereséssel, amely formátlanul szerveződött emlékeikkel (Rumball, 2019), az észlelési tanulás túlzott specifikusságával (Harris és mtsai, 2015), a fordított tanulás nehézségeivel (D'Cru et al. .,2013; South és mtsai.,2012), és a kevesebb hamis emlék (Beversdorf és mtsai..2000; Hillier et al..2007; Wojcik et al.,2018) atipikus, rugalmatlan és merev memóriát sugall az ASD-vel küzdő egyénekben .

Ezenkívül Boucher egyenetlen kognitív profilokról számolt be az ASD-ben, mint például a memória egyidejű erőssége és gyengesége (Boucher et al., 2012). Ring és munkatársai (2016) például sértetlen tárgymemóriát és károsodott relációs memóriát azonosítottak ASD-vel küzdő felnőtteknél. Az elemmemória az egyes tételek elkülönített tanulmányozását jelenti, míg a relációs memória az elemek listája közötti asszociációk tanulmányozását jelenti. Bár mind a relációs, mind az elemspecifikus kódolás javítja a helyes visszakeresést, a relációs folyamat hamis emlékeket fejleszthet az elemek vagy események közötti információk kombinálásával (Huff&Bodner, 2019), amelyek aztán különböző kombinációkban visszakereshetők és rekonstruálhatók. A torzulás az emberi memória jellemzője, és ezek a memóriahibák alkalmazkodhatnak a memória frissítéséhez és a rugalmas viselkedéshez (Loftus, 2003; Schacter, 2007; Schacter et al, 201l). A múltbeli tapasztalatok elemeinek rugalmas rekonstrukciójával szimulálhatjuk a valószínű és valószínűtlen jövőket, és elképzelhetjük a múltbeli tapasztalatok alternatív változatait (Schacter et al., 2015). Ezzel szemben a túl merev, robusztus és torzításmentes memória korlátozhatja a gondolkodás és a viselkedés módosulását. Az ASD-ben szenvedő gyermekek sértetlen forrásmemóriát mutattak, de csökkent a forrásmemória és a gondolkodás integrációja (Naito et al., 2020). Az elszigetelt elemek erős memóriája és a kapcsolódó elemek gyenge memóriája az ASD merev és rugalmatlan memóriájához vezethet.

A tipikusan fejlődő (TD) gyermekekben az egyszerű kötési és asszociatív emlékezet korábban, míg a relációs memória stratégiai és kontrollfolyamatai később alakulnak ki (Shing et al., 2010). Úgy tűnik, hogy az elszigetelt/egyedi tárgyak felismerési memóriája már korai életkorban (4-5éves) kialakul (Olson és Newcombe, 2014). A vizuális objektumok 8-–9-éves tárgyfelismerésének pontossága összehasonlítható a felnőttekével, míg a tények (tudás) felidézése 4 és 10 éves kor között korán fejlődik (Riggins, 2014; Rollins és Cloude, 2018) A részletes relációs memória lassan fejlődik ki 6 éves kor után (Lee et al., 2016; Ngo et al., 2019). Ezenkívül mind a helyes, mind a hamis felismerési válaszok száma nő az életkorral, és a helyes felismerés összefüggésben áll a hippocampus (Paz-Alonso et al., 2008). A TD-s gyermekek a hippocampális hálózatot használhatják a sikeres emlékezethez (Ngo és mtsai, 2017; Ofen, 2012; Tang és mtsai. 2018), és a hippocampális érés az anterior-poste-rior tengelyben támogathatja a sikeres memóriát (Demaster &Ghetti, 2013) . Kódolás-visszakeresés differenciálódást figyeltek meg a hippocampus elülső-hátulsó tengelyében gyermekeknél (Langnes et al, 2019). a hippocampus megváltozott idegi kapcsolata információkat szolgáltathatatipikus tanulás és memóriaASD-s gyermekeknél.

Neuroimaging vizsgálatok azt sugallják, hogy az ASD megváltozott idegi kapcsolattal (Di Martino et al. 2009; Hahamy et al. 2015; Just et al., 2012) és globálisan gyengébb nyugalmi állapotú funkcionális kapcsolattal (FC) társul gyermekeknél (Yerys et al. ,2017). Az atipikus nyugalmi állapotú FC az ASD-s gyermekeknél összefüggésbe hozható rugalmatlan (azaz korlátozott és ismétlődő) viselkedésükkel (Uddin et al., 2013, 2015). A közelmúltban egészséges felnőttekkel végzett tanulmányok azt sugallják, hogy a nyugalmi állapotú FC előrejelezheti a memória teljesítményét (Dresler és mtsai, 2017; Fjell és mtsai, 2016), és hogy a tanulás transzfere összefügg az FC-vel (Gerraty és mtsai, 2014). Az ASD-vel küzdő felnőttek megváltozott feladathoz kapcsolódó kapcsolódási képessége összefüggésbe hozható a tanulással (Schipul et al, 2012; Schipul & Just, 2016). Egyes tanulmányok azt sugallták, hogy az atipikus prefrontális-csípőpocampus és a hátsó parietális-hippocampus hálózat szerepet játszhat az ASD-vel kapcsolatos memóriazavarokban (Ben Shalom, 2003; Boucher és Mayes, 2012; Cooper és mtsai, 2017; Solomon et al., 2015). ). Beszámoltak a jobb és bal hippocampális növekedési különbségekről egészséges gyermekeknél és atipikus fejlődésről az ASD-vel küzdő gyermekeknél (Reinhardt et al., 2020). Az ASD-vel küzdő gyermekek memória idegi mechanizmusai azonban még nem tisztázottak jól.

Ennek a tanulmánynak az volt a célja, hogy feltárja az ASD-s fiatalok atipikus memóriájának neurális hátterét, amelyek rugalmatlan viselkedésükhöz kapcsolódnak. Képnév tanulást (azonnali felismerés) és késleltetett felismerési teszteket használtunk a memória teljesítményének mérésére mind ASD, mind TD gyermekeknél. A memória rugalmatlan jellemzőinek felmérése ASD-ben. a memória állandóságát úgy értékeltük, hogy a késleltetett felismerés teljesítményét az egyes elemek azonnali felismerési teljesítménye alapján osztályoztuk. A memóriamerevség mutatójaként a sikeres memóriateljesítményt (azaz egymást követő helyes válaszokat mind az azonnali, mind a késleltetett felismerési tesztekben) használtuk, és a késleltetett felismerés tesztben osztályoztuk azokat a nyereségeket és torzulásokat is, amelyek kisebb memóriamerevségre utaltak. Az ASD memória jellemzőinek jobb megértése érdekében megvizsgáltuk a sikeres memóriateljesítmény és a nyugalmi állapot közötti összefüggéseket mind ASD, mind TD fiataloknál.

Módszerek Résztvevők

A résztvevők 41 ASD (29 fiú és 12 lány) és 82 TD (58 fiú és 24 lány) japán gyermekből álltak, akiknek teljes IQ-ja (FSIQ) nagyobb vagy egyenlő, mint 70, 7 és 16 év közöttiek. Eredetileg 47 ASD és 92 TD gyerekek vettek részt; azonban néhány képalkotó adatban a fej mozgása miatt (eltérve a "Nyugalmi állapotú FC adatok elemzése" részben leírt kritériumoktól) csak 41 ASD és 82 TD résztvevő adatait elemeztük. A kezességet az Edinburgh Handedness Inventory segítségével határoztuk meg. A társadalmi-gazdasági státusz (SES) értékelése a családi éves jövedelemre vonatkozó lekérdezésekből (hét változó) állt, és mindkét szülő iskolai végzettségét (mindkét szülő átlaga) mértük. Átlagos jellemzőik az 1. táblázatban láthatók. Megerősítettük a résztvevők klinikai ASD diagnózisát (a Mentális zavarok Diagnosztikai és Statisztikai Kézikönyve (4. kiadás: DSM-IV) vagy a Mentális zavarok Diagnosztikai és statisztikai kézikönyve (5. kiadás; DSM-V alapján) )az Autism Diagnostic Interview-Revised (ADI-R) japán verziójával és/vagy az Autism Diagnostic Observation Schedule, Second Edition (ADOS-2) japán verziójával. Mindkét csoport kizárási kritériumai között szerepelt az anamnézis vagy jelenlegi pszichotikus rendellenességek, súlyos fejsérülés, epilepszia, genetikai rendellenességek és értelmi fogyatékosság (FSIQ< 70).="" trained="" examiners="" carried="" out="" intelligence="" testing="" using="" the="" japanese="" version="" of="" the="" wechsler="" intelligence="" scale="" for="" children,="" fourth="" edition="">

Az autista résztvevőket(1)fejlődési zavarokkal küzdők számára feljogosított non-profit szervezeteken és (2)újsághirdetésen keresztül toborozták. A TD résztvevőit újsághirdetés útján toborozták. A Helsinki Nyilatkozatnak megfelelően minden alany szülőjétől írásos beleegyezést kaptak. Ezt a tanulmányt a Tohoku Egyetem Etikai Bizottsága hagyta jóvá.

Memória. A Kaufman Assessment Battery for Children, Second Edition (KABC-I; Kaufman & Kaufman, 2004) Atlantis kép-név tanulási tesztjének (Maruzen Publishing Co., Ltd, Tokió, Japán) japán változatát használtuk. Ez a teszt az új információk megtanulásának képességét méri, és azonnali és késleltetett felismerésű tesztekből áll (1. ábra). Ezt a vizsgálatot a mágneses rezonancia képalkotó (MRI) szkenneren kívül végezték.

Tanulási teszt (azonnali felismerés). A képeket a képzeletbeli rajzfilmek három kategóriájába rendezték, köztük négy halat, négy növényt és négy kagylót. A halaknak két szótagos volt a neve, a növényeknek három szótagos volt a neve, a kagylónak négy szótagos volt a neve. A kategória-szótag számkapcsolat javíthatja a memóriát, és hamis felismerést is indukálhat az egyes kategóriákon belül. A kísérletvezető egyenként mutatta meg a résztvevőknek az egyes képeket rögzített sorrendben, és megtanította nekik a megfelelő értelmetlen neveket. Összesen 12 kép-névpárt tanítottak meg a résztvevőknek (hal: 2 szótagos, hal: 2 szótagos, hal: 2 szótagos, hal: 2 szótagos, növény: 3 szótagos, növény: 3 szótagos, növény: 3 szótagos, növény: 3 szótagos , héj: 4 szótagos, héj: 4 szótagos, héj: 4 szótagos és héj: 4 szótagos). Minden képet egy tanítási kártyán mutattak be, és egy festőállványon (mint egy kép-kártya-show) körülbelül 2 másodpercig megjelenítették, majd a tanítási kártyát megfordították, hogy egy válaszkártyát mutasson, amelyen egy sor kép látható az azonnali felismerés érdekében. A kísérletvezető felolvasta az értelmetlen nevet, és utasította a résztvevőket, hogy mutassanak a válaszkártyán a megfelelő képre. Tizenkét tanítási kártyát és 13 válaszadó (mutató) kártyát használtak. Hét-13 kép, köztük névtelen képek (három hal, egy növény és egy kagyló) kerültek a válaszkártyákra. Minden kép többször szerepelt a válaszkártyákon; 6-8 alkalommal halak, 3-5 alkalommal növények és 2-3 alkalommal kagylók. Az első válaszkártyához a résztvevőket arra kérték, hogy mutassanak egy képre egy tömbből (egy próba). A második kártya esetében a résztvevőket arra kérték, hogy mutassanak két képre (két próba). A 3. és 13. válaszkártyák között a résztvevőket arra kérték, hogy mutassanak két, három, három, négy, öt, négy, öt, hét, hat, hat és hat képre a megfelelő tömbökből. Összesen 54 tanulási (azonnali felismerési) próba volt, amelyek közül kettőben egy név nélküli képre mutattak rá. A helyes képre mutatást helyes tanulásként határoztuk meg. A megfelelő képkategóriában (halak/növények/kagylók) lévő helytelen képre mutatást kategóriatanulásként határozták meg. A kísérletvezető minden helytelen válasz esetén azonnali visszajelzést és helyes választ adott, kivéve a két névtelen kép és a végső (13.) válaszkártya esetében. Mind a helyes tanulásra, mind a kategóriatanulásra adható maximális pontszám 54 volt.

Az utolsó tanulási próba során a 11. és 13. kártya minden egyes képére adott válasz (azaz helyes tanulás, kategóriatanulás és helytelen tanulás) a memóriateljesítmény részletes kategorizálására szolgált, az alábbiak szerint. A 1. és a 12. kártyán hét képre, míg a 13. kártyán öt képre nem adtak visszajelzést a kategóriatanulásért és a helytelen tanulásért. A 12 kép utolsó tanulási próbáinál a helyes tanulás esélye 0.08–0.09(1/l3–1/1l) ) és a kategóriatanulásé 0,36-0,38 (5/13-5/11).

Felismerési teszt (késleltetett felismerés). A késleltetési időszak alatt a résztvevők kitöltöttek egy kérdőívet a szüleikkel való kapcsolatukról, amely 120 elemből állt. Körülbelül 17 perccel a tanulási teszt után egy késleltetett felismerés tesztet végeztünk 12 kép-névpár felhasználásával, és hasonló eljárással, mint a tanulási teszt utolsó (13.) válaszkártyája. Két válaszkártyát használtak, amelyek összesen 12 képet tartalmaztak, köztük 1 régi képet (amelyek a tanulási tesztben láthatók) és 1 új képet. A 12 képfestő felszólítás sorrendje megegyezett a tanulási tesztéval. A helyes képre mutatást helyes felismerésként határoztuk meg. A megfelelő képkategóriában lévő helytelen képre mutatás kategóriafelismerésként lett meghatározva. A helyes felismerés és a kategóriafelismerés maximális lehetséges pontszáma 12 volt. A helyes felismerés esélye 0,08(1/12), a kategóriafelismerés esélye pedig 0,33 vagy 0,5(4) /12-től 612-ig).

A memória részletes felmérése érdekében a felismerési teljesítményt öt kategóriába soroltuk a résztvevők válasza alapján a végső tanulási próba során minden egyes kép esetében: SIKER, ELFELEJTETT, VISSZAÁLLÍTÁS, BONTÁS és NYEREMÉNY (1. ábra, jobbra lent). A SIKER definíciója helyes. válaszokat mind a tanulásban, mind a felismerésben (ieconsecu - helyes válaszokat adjon mind az azonnali, mind a késleltetett felismerési tesztekben), és tükrözte a memória robusztusságát vagy stabilitását. Ebben a tanulmányban a SIKER volt az érdeklődés mutatója, mivel a gyerekek memóriájának merevségét bizonyítja. A FORGOT-ot úgy határozták meg, mint helyes tanulást helytelen felismeréssel. A DECAY-t helyes/kategória-tanulásként határozták meg, majd a kategória helytelen felismerésével. A GAIN kategória/helytelen tanulás volt helyes/kategória felismeréssel. A RECOVERY helytelen tanulás volt, de helyes felismerés. Az azonnali és a késleltetett felismerések közötti következetlenség alacsonyabb memóriamerevségre utal. A helytelen válaszokat, mind a tanulásban, mind a felismerésben, nem kategorizálták, mert nem hagytak emléknyomot. Az egyes minősített felismerési teljesítmények maximális lehetséges pontszáma 12 volt. Végül csak a SIKER pontszámok és a nyugalmi állapotú FC erőssége közötti összefüggéseket elemeztük. A válaszok csekély száma és a másik négy mutató varianciájának hiánya miatt nem használtuk őket korrelációs elemzésekhez.

Az életkor hatása a memóriára. Az életkor és a memóriateljesítmény közötti összefüggéseket (Pearson-féle korrelációs együtthatók) kiszámítottuk, hogy megvizsgáljuk az életkornak a memóriára gyakorolt ​​hatását mindkét csoportban (ASD és TD). A csoportok közötti különbségeket az egyes memóriateljesítményekben Fisher z-transzformációval teszteltük.

Képszerzés. Minden kép Philips Intera Achieva 3.{1}}T szkennerrel készült. Nyugalmi állapotú funkcionális mágneses rezonancia képalkotáshoz (fMRI), 34 transz-axiális gradiens-visszhang kép (64×64 mátrix, ismétlési idő (TR)=2000 ms, visszhangidő (TE) =30 ms , a teljes agyat lefedő látómezőt (FOV){{10}cm, 3,75 mm-es szeletvastagság, voxelméret=3,75×3,75×3,75 mm³'）visszhangsík szekvencia segítségével határoztuk meg , Ennél a vizsgálatnál 160 funkcionális térfogatot (a pásztázás időtartama 5 perc és 20mp) mértünk, miközben az alanyok pihentek (nyitották a szemüket, nem mozdultak, nem aludtak és nem gondoltak semmire) A háromdimenziós T1-súlyozott képeket mágnesezésre előkészített gyors gradiens visszhang (MPRAGE) szekvenciával gyűjtöttük (240×240 mátrix, TR=6.5ms, TE =3ms,inverziós idő (TI)=71lms, FOV=24cm, 162 szelet, 1,0 mm szeletvastagság, voxelméret=1,0 × 1,0 × 1,0 mm , a szkennelés időtartama 8 perc és 3 másodperc).

Analyses of resting-state FC data. The data processing method was generally consistent with that used in our previous study for children with developmental dyslexia (Hashimoto et al, 2020). We performed the MRI data preprocessing and analysis using Statistical Parametric Mapping (SPM12) software (Wellcome Department of Cognitive Neurology, London, UK). Resting-state FC(signal synchrony among remote brain areas)was computed using simple correlations between spontaneous activation levels in multiple brain areas, We did not discard any initial volumes because the MRI scanner automatically discards initial volumes with a non-steady state. Prior to preprocessing, we applied the ArtRepair toolbox implemented in SPMl2 to repair spike noise in slices through interpolation from the before and after scans. We used the Data Processing Assistant for Resting-State fMRI to preprocess the time series volume of each session per participant. This included realignment to the first volume, slice timing correction, Tl image coregistration to MRI data.segmentationofTI image with a diffeomorphic anatomical registration through an exponentiated lie (DARTEL) the algebraic registration process, normalization to the Montreal Neurological Institute (MND)space by DARTEL.spatial smoothing(6mm full-width half-maximum), detrending. and temporal filtering (0.01-0.1Hz). After spatial smoothing(and before detrending), we used the ArtRepair toolbox to detect and repair bad volumes through interpolation.The criteria for bad volumes were(1) a 1.5%variation in the global signal intensity,and(2)excessive scan-to-scan motion, defined as 0.5 mm frame-wise displacement (FD).In addition, we used the Friston-24 model to regress out nuisance covariates, including six head motion parameters, six head motion parameters one-time point before, and the 12 corresponding squared items. The global mean signal was not regressed because global signal regression removes true neuronal signals and can diminish the connectivity-behavior relationships (Murphy & Fox,2017). White matter and cerebrospinal fluid (CSF)signals were regressed out to reduce head motion effects using an anatomical, com-ponent-based,noise-correction method(Bchzadi et al.2007; Muschelli et al,2014) with T1 segment masks and the top 5 principal components. We used lenient exclusion criteria of mean FD>0,5 mm (Power et al., 2014) a gyerekek túlzott fejmozgásának okán. Ezen kritériumok alapján a 47 ASD résztvevőből 6 és a 93 TD résztvevőből 9 adatát zártuk ki.

Négy érdekes régiót (ROI) választottunk ki egy egészséges felnőtteken végzett nyugalmi állapotú FC vizsgálatból (Wagner et al. 2016). A bal elülső hippocampus (-28, -12, -20 MNI-koordinátái), a bal hátsó hippocampus (-28, -24,-12), a jobb elülső hippocampus(28.-12.-20) és a jobb hátsó hippocampus(32,-22,-12) – mindegyik 6 mm-es sugarú gömbbel – magként lett meghatározva ROls. Az elülső-hátulsó hippokampusz szegmentációja összhangban volt egy másik vizsgálattal, amely a memóriával kapcsolatos aktivációt vizsgálta széles kortartományban (6.8-80,8 év), ahol az y=-21 MNI-koordinátái megfeleltek az uncus megjelenésének. a parahippocampalis gyrus (Langnes et al, 2019). Az egyes ROI-k és a teljes agy egyes voxeleinek átlagos időbeli lefutása közötti Pearson-féle korrelációt egy alany szintjén számítottuk ki, és a korrelációs együtthatókat Fisher z-transzformációval transzformáltuk.

A SIKER (helyes tanulás és visszakeresés) és az FC közötti összefüggések csoportos összehasonlításához varianciaanalízist (ANOVA) végeztünk a SIKER pontszám kovariánsaival.életkor, nem, FSIQ és FD. Több regressziós elemzést is elvégeztünk mindegyikre ( ASD és TD) résztvevő az FC és a SUCCESS korrelációs együtthatóit használva, az életkort, a nemet, az FSIO-t és az FD-t kovariánsnak véve. Statisztikai küszöbértéket alkalmaztunk a családi hibára (FWE) p<0.05 through="" a="" randomized(5000="" permutations)nonparametric="" permutation="" test(threshold-free="" cluster="" enhancement;="" tfce)implemented="" in="" spm="" 12.="" we="" extracted="" connectivity="" strength="" from="" the="" spm="" results="" (6="" mm="" sphere="" centered="" at="" peak="" coordinates)="" and="" calculated="" correlations="" between="" connectivity="" strength="" and="" success="" scores.="" we="" used="" spss="" statistics="" software,="" version="" 24="" (ibm,="" armonk,="" ny,="" usa)="" to="" analyze="" psychological="" data="" and="" correlations="" between="" success="" scores="" and="" fc="">

Eredmények

A résztvevők jellemzői

Amint az 1. táblázatban látható, nem volt szignifikáns csoportkülönbség az életkorban (kétmintás t-teszt, t(121)=0.94, p=0.35), az FSIQ-ban (egyenlőtlen variancia, t). (61)=1.55, p{{10}}.13) vagy FD (t(121)=0.39, p=0.7{ {33}}). Tanulási és felismerési teljesítmény Az ASD-ben szenvedő résztvevők a TD-vel rendelkezőkhöz hasonló pontszámokat értek el mind a helyes tanulásban, mind a helyes felismerésben, de valamivel alacsonyabb pontszámot értek el, mint a TD-vel rendelkező résztvevők a kategóriatanulásban (2. ábra). Nem tapasztaltunk szignifikáns csoportbeli különbségeket a helyes tanulás átlagos számában (ASD: 41,6, TD: 40,0, t(121)=1.27, p=0.21), a helyes felismerésben (ASD: 7,7, TD: 7.7, t(121)=−0.12, p=0.91), vagy kategóriafelismerés (ASD: 3.1, TD: 2.9, t(121)=0.46, p=0.65). Mind a két csoportban csak kisebb hibás felismeréseket figyeltek meg (ASD: 1,2, TD: 1,4). Nem észleltünk szignifikánsan nagyobb kategóriatanulást TD-ben, mint ASD-ben (ASD: 8,7, TD: 10,3, t(121)=−1,70, p=0.091).

Az osztályozott memóriateljesítmény (3. ábra) kevesebb GAIN-t mutatott ki az ASD-vel küzdő résztvevőknél, mint a TD-ben szenvedőknél (ASD: 1,76 vs TD: 2,50, t(102)=2.71, p=0 .008). A többi mérőszámban nem volt szignifikáns csoportkülönbség (SIKER: t(121)=1.59, p=0.12; ELFELEJTETT: t(121)=−0.36, p{ {19}}.72; KÉSÜLÉS: t(121)=0.21, p=0.8 és HELYREÁLLÍTÁS: t(121)=0.84, p{{29} }.42). Csak a SIKER pontszámok és a nyugalmi állapotú FC erőssége közötti összefüggéseket elemeztük a válaszok csekély száma és a másik négy index varianciájának hiánya miatt.

Az életkor és a memóriateljesítmény közötti összefüggéseket a 2. táblázat mutatja. Az életkor pozitívan, de gyengén korrelált (r > 0,2) a helyes tanulással csak a TD-s fiataloknál, ami az életkorral összefüggő memóriajavulást mutatott, bár nem volt szignifikáns csoportkülönbség összefüggést figyeltek meg az életkor és a memória teljesítménye között.

Csoportos különbségek a nyugalmi állapotú FC és a sikeres visszakeresési pontszámok közötti összefüggésekben

A TD gyermekek nagyobb összefüggést mutattak a nyugalmi állapotú FC és a SIKER között, mint az ASD gyermekek a bal hippocampális hálózatokban (4. ábra). Ezek a hálózatok a következők voltak: a bal elülső hippocampus ROI és a bal oldali inferior frontális gyrus, a bal elülső hippocampus ROI és a bal oldali dorsolaterális prefrontális kéreg, a bal elülső hippocampus ROI és a posterior cingulate cortex, valamint a bal hátsó hippocampus prefrontális cortex és mediatex (3. táblázat). Az ASD-s gyerekek nem mutattak nagyobb nyugalmi állapotú FC-t, mint a TD-gyerekek egyetlen hálózatban sem.

Összefüggések a nyugalmi állapotú FC és a sikeres visszakeresési pontszámok között az egyes csoportokban

A TD-ben a jobb elülső hippocampális ROI-k és a bal oldali occipitotemporalis kéreg, valamint a jobb elülső hippocampális ROI-k és a jobb dorsolaterális prefrontális kéreg közötti kapcsolat erőssége szignifikáns pozitív korrelációt mutatott a sikeres visszakeresési pontszámokkal (5. ábra és 4. táblázat). Ezek a korrelációs együtthatók (Pearson-féle r) 0,45 és 0,45 volt, és utólagos, nem független becslések voltak, amelyek körkörös becslések, és valószínűleg felfújtak (Kriegeskorte et al., 2010).

Az ASD-ben a bal hátsó hippocampus és a bal alsó parietális lebeny, valamint a bal hátsó hippocampus és a posterior cinguláris kéreg közötti kapcsolódási erősség szignifikáns negatív korrelációt mutatott a sikeres visszakeresési pontszámokkal (6. ábra és 4. táblázat). Ezek a korrelációs együtthatók (Pearson-féle r) −0.59 és −0.64 voltak, és utólagos, nem független becslések voltak, ahogy fentebb is látható. Más szignifikáns összefüggést nem észleltek.

Vita

Az ASD fiatalok hasonló kép-név tanulást és felismerést mutattak a TD fiatalokéhoz, ami sértetlen vizuális-auditív kötődésre utal. Az összehasonlítható tanulási és felismerési teljesítményük ellenére az ASD-s fiatalok lényegesen kevesebb visszakeresési eredményt értek el, mint TD társaik. A kevesebb memórianövekedés az ASD-ben rugalmatlan memóriára utalt. Így a gyermekkori atipikus tanulás az ASD atipikus megismeréséhez és viselkedéséhez kapcsolódó tényező lehet.

A relációs memória pozitív összefüggéseket foglalhat magában a sikeres memória és a TD egyének közötti neurális kapcsolat között. A relációs tanulást követően az elülső hippokampusz és a magasabb látóterületek közötti nyugalmi állapotú FC a jobb visszakeresési teljesítménnyel volt összefüggésben (Murty et al., 2017). Hasonlóképpen arról számoltak be, hogy az elülső hippocampális nyugalmi állapotú FC jobban megjósolhatja az asszociatív memóriát (Persson et al., 2018). Egészséges fiatal felnőttek körében a jobb elülső hippocampus és a jobb dorsolaterális prefrontális kéreg részt vesz a stabil sikeres visszakeresésben (Hashimoto et al., 2011). Ezzel kapcsolatban az elülső hippocampális hálózat összefüggésbe hozható a memória érésével (Demaster & Ghetti, 2013).

Vizsgálatunkban a sikeres memóriateljesítmény pozitívan korrelált a jobb elülső hippocampális hálózattal TD-ben, míg negatívan korrelált a bal elülső hippocampális hálózattal ASD-ben. Az ASD-ben nem észleltünk pozitív korrelációt a hippocampális hálózatokkal. Megállapításunk, miszerint az FC alacsonyabb volt az ASD-s fiatalok bal hippocampális hálózatában, mint a TD-s fiatalokéban, összhangban volt egy korábbi jelentéssel, amely globálisan gyenge FC-t azonosított az ASD-s fiatalok körében (Yerys et al., 2017). Egészséges felnőtteknél a jobb oldali hippocampus egy elosztott hálózattal, míg a bal hippocampus a front-limbicus területekkel kapcsolódik össze (Robinson et al., 2016). A hippocampális térfogatfejlődés jobb-bal aszimmetriájáról számoltak be mind TD-ben, mind ASD-ben (Reinhardt és mtsai, 2020). A hippocampus funkcionális lateralizációja szerepet játszhat a TD gyermekek memóriafejlődésében, és a hippocampus lateralizációjának atipikus fejlődése összefüggésbe hozható az ASD-s egyének szociális interakciójával, kommunikációjával és rugalmatlan viselkedésével kapcsolatos problémáival.

Ezen túlmenően, az ASD-s egyének bal oldali hippocampális hálózataiban megfigyelhető csökkent kapcsolódási lehetőség helyi memóriarendszerek használatát sugallja, amelyek nem relációs memóriával hozhatók kapcsolatba. A bal elülső hippokampusz és a parietális területek független használata szintén megmagyarázhatja az ASD-ben részt vevőink sikeres memória-eredményeit. A hálózat leválasztása az összetett és kapcsolódó információ-visszakereséshez, beleértve az önre vonatkozó memóriát (Sheldon et al., 2016), javíthatja az egyszerű asszociatív (kép-név) memóriát az ASD-s fiatalokban. Tekintettel a felismerési tesztben elért alacsonyabb memóriagyarapodásukra, a tanulmányban részt vevő ASD-fiatalok inkább elemalapú tanulást vagy egyszerű kötést alkalmaztak, nem pedig memóriastratégiákat, például relációs tanulást (Wojcik et al., 2018). Az ASD-vel élők tanulásának és felismerésének alacsonyabb életkorral kapcsolatos javulása arra utalhat, hogy alapvető, egyszerű és korán kifejlesztett memóriafolyamatokra támaszkodnak.

Szignifikánsan kevesebb memóriagyarapodást figyeltünk meg az ASD csoportban, mint a TD csoportban, mivel tanulási és visszakeresési teljesítményük összehasonlítható volt. Bár mind a kategóriatanulás, mind az elismerés esélye magas volt, a csoportkülönbség csak a nyereség tekintetében volt kimutatható. Az alacsony relációs tanulás és a rugalmatlan visszakeresés gyermekkorban növelheti a korlátozott és ismétlődő viselkedést az ASD-ben szenvedő betegeknél (Gaigg és mtsai, 2015; Lopez és mtsai, 2005; Wojcik et al., 2018). Az alacsonyabb szoktatási és általánosítási képesség összefüggésbe hozható a betegek memóriajellemzőivel. Mindeközben az erős tárgymemória kompenzálhatja az ASD-s gyerekek gyenge relációs memóriáját, ami elősegítheti a TD-s gyerekekéhez hasonló emlékezetes teljesítmény kialakulását.

Korlátozások

Első korlátozásunk az, hogy nem alkalmaztunk szigorúbb kizárási kritériumokat (FD > 0,2 mm) a fejmozgáshoz, mert ez tovább csökkentette volna a minta méretét (Satterthwaite et al., 2012). Mindazonáltal kritériumaink összhangban vannak a korábbi ASD-vizsgálatokkal (Falahpour et al., 2016; Gao et al., 2019). Egy másik korlátozás az, hogy a nemek közötti különbségek mind az ASD, mind a hippocampális hálózat fejlődésében zavaró tényezőt jelenthetnek ebben a tanulmányban (Lai et al., 2017; Riley és mtsai, 2018). Mind a kategóriatanulás, mind a kategóriafelismerés magas esélye ronthatja a GAIN és DECAY megbízhatóságát, bár a véletlenszerűnél jóval magasabb szint mind a helyes azonnali, mind a késleltetett felismerési tesztekben kevesebb véletlenszerű választ sugall. Végül, a SIKER pontszám mellett az alacsonyabb DECAY és GAIN pontszámok (kevesebb memóriaváltozást jelentenek) jelezhetik a merev memóriát; azonban ebben a tanulmányban a válaszok kis száma korlátozta ezen idegi korrelációk értékelését.

Következtetés

A kép-név párok tanulása és felismerése sértetlen volt az ASD-s gyermekeknél, de ezek az egyének kevesebb memóriaváltozást mutattak, mint TD-társaik. Azok a helyi memóriarendszerek, amelyek nem függnek nagymértékben a hippocampális hálózatoktól, részt vehetnek az ASD merev memóriájában, és a kontextusfüggetlen és kevésbé relációs memóriafeldolgozás ezeknél az egyéneknél kevesebb memóriagyarapodással járhat. Ezek az atipikus memóriajellemzők az ASD-s egyénekben bizonyos helyzetekben eltúlozhatják rugalmatlan viselkedésüket, vagy – fordítva – atipikus viselkedésük merev és kevésbé összefüggő emlékeket eredményezhet. Ennek fényében eredményeink javíthatják az ASD-vel küzdő egyének memóriafejlődésének megértését. Az így létrejövő tanulási stratégiák és mechanizmusok érdekesek lehetnek az oktatók, a szülők és az ASD-vel élő egyének számára, akik később hasznosíthatják ezeket a felismeréseket a speciális oktatás hatékonyságának javítása érdekében.