Neue Forschung: Lernstörungen von Kindern sind ein Problem der Gehirnkonnektivität
Neue Forschungsergebnisse heben die frühere Überzeugung auf, dass Lernschwierigkeiten von Kindern Problemen in bestimmten Gehirnregionen entsprechen. Wissenschaftler der Universität Cambridge glauben nun, dass eine schlechte Konnektivität zwischen „Hubs“ im Gehirn viel stärker mit den Bildungsschwierigkeiten von Kindern zusammenhängt.
Die Ergebnisse könnten erklären, warum sich medikamentöse Behandlungen bei entwicklungsbedingten Lernstörungen nicht als wirksam erwiesen haben. Beispielsweise scheint Methylphenidat (Ritalin), das zur Behandlung von ADHS verwendet wird, die Hyperaktivität zu verringern, jedoch keine kognitiven Schwierigkeiten zu beheben oder den Bildungsfortschritt zu verbessern.
Medikamente zielen in der Regel auf bestimmte Arten von Nervenzellen ab, haben jedoch nur geringe Auswirkungen auf eine über viele Jahre entstandene „Hub-basierte“ Organisation. Ein besseres Verständnis der Lernstörungen von Kindern ist wichtig, da die Probleme eine große Bevölkerung betreffen. Experten sagen, dass zwischen 14% und 30% der Kinder und Jugendlichen weltweit Lernschwierigkeiten haben, die so schwerwiegend sind, dass sie zusätzliche Unterstützung benötigen.
Diese Schwierigkeiten sind oft mit kognitiven und / oder Verhaltensproblemen verbunden. In einigen Fällen erhalten Kinder, die in der Schule Probleme haben, eine formelle Diagnose einer bestimmten Lernschwierigkeit oder Behinderung. Kinder erhalten häufig eine Diagnose wie Legasthenie, Dyskalkulie oder Entwicklungsstörung der Sprache. Oder einer Entwicklungsstörung wie Aufmerksamkeitsdefizit- und Hyperaktivitätsstörung (ADHS), Dyspraxie oder Autismus-Spektrum-Störung.
In der Vergangenheit hatten Wissenschaftler Schwierigkeiten, bestimmte Bereiche des Gehirns zu identifizieren, die zu diesen Schwierigkeiten führen könnten, wobei Studien unzählige Gehirnregionen implizierten. ADHS wurde zum Beispiel mit dem vorderen cingulären Cortex, dem Caudatkern, dem Pallidum, dem Striatum, dem Kleinhirn, dem präfrontalen Cortex, dem prämotorischen Cortex und den meisten Teilen des Parietallappens in Verbindung gebracht.
Die Komplexität bei der endgültigen Diagnose oder der Angabe eines bestimmten Ortes der Beteiligung wurde durch die Erklärung gerechtfertigt, dass sich jede Diagnose zwischen einem Individuum und dem nächsten so stark unterscheidet, dass jede unterschiedliche Kombination von Gehirnregionen umfasst.
Eine provokantere Erklärung wurde nun von einem Wissenschaftlerteam der MRC Cognition and Brain Sciences Unit der Universität Cambridge vorgeschlagen. Sie glauben, dass es tatsächlich keine spezifischen Gehirnbereiche gibt, die diese Schwierigkeiten verursachen.
Um ihre Hypothese zu testen, verwendeten die Forscher maschinelles Lernen, um die Unterschiede im Gehirn einer Gruppe von fast 479 Kindern abzubilden, von denen 337 mit lernbezogenen kognitiven Problemen und 142 aus einer Vergleichsprobe überwiesen worden waren. Der Algorithmus interpretierte Daten, die aus einer großen Anzahl von kognitiven, Lern- und Verhaltensmessungen stammen, sowie aus Gehirnscans, die mithilfe der Magnetresonanztomographie (MRT) erstellt wurden.
Die Ergebnisse werden im Journal angezeigt Aktuelle Biologie.
Die Forscher fanden heraus, dass die Unterschiede im Gehirn nicht auf Etiketten abgebildet waren, die den Kindern gegeben worden waren - zum Beispiel gab es keine Gehirnregionen, die ASD oder ADHS vorhersagten.
Überraschenderweise stellten sie fest, dass die verschiedenen Hirnregionen nicht einmal spezifische kognitive Schwierigkeiten vorhersagten. Es gab zum Beispiel kein spezifisches Hirndefizit für Sprachprobleme oder Gedächtnisschwierigkeiten.
Stattdessen stellte das Team fest, dass das Gehirn der Kinder um Hubs wie ein effizientes Verkehrssystem oder ein soziales Netzwerk herum organisiert war. Kinder mit gut vernetzten Gehirnzentren hatten entweder sehr spezifische kognitive Schwierigkeiten, wie z. B. schlechte Hörfähigkeiten, oder überhaupt keine kognitiven Schwierigkeiten.
Im Gegensatz dazu hatten Kinder mit schlecht verbundenen Drehkreuzen - wie ein Bahnhof mit wenigen oder schlechten Verbindungen - weit verbreitete und schwerwiegende kognitive Probleme.
"Wissenschaftler haben jahrzehntelang argumentiert, dass es bestimmte Gehirnregionen gibt, die eine bestimmte Lernstörung oder -schwierigkeit vorhersagen, aber wir haben gezeigt, dass dies nicht der Fall ist", sagte Dr. Duncan Astle, leitender Autor der Studie.
"In der Tat ist es viel wichtiger zu überlegen, wie diese Gehirnbereiche miteinander verbunden sind - insbesondere, ob sie über Hubs verbunden sind. Die Schwere der Lernschwierigkeiten war unseres Erachtens stark mit der Verbundenheit dieser Hubs verbunden, da diese Hubs eine Schlüsselrolle beim Informationsaustausch zwischen Gehirnbereichen spielen. “
Astle sagte, dass eine Implikation ihrer Arbeit darin besteht, dass Interventionen weniger auf diagnostische Etiketten angewiesen sein sollten.
„Eine Diagnose zu erhalten ist wichtig für Familien. Es kann die Schwierigkeiten eines Kindes professionell anerkennen und die Tür zur fachlichen Unterstützung öffnen. In Bezug auf bestimmte Interventionen, beispielsweise von den Lehrern des Kindes, können sie jedoch ablenken.
„Es ist besser, sich ihre Bereiche mit kognitiven Schwierigkeiten anzuschauen und zu untersuchen, wie diese unterstützt werden können, beispielsweise durch gezielte Interventionen zur Verbesserung der Hörfähigkeiten oder Sprachkompetenzen oder durch Interventionen, die für die gesamte Klasse gut sind, z. B. wie die Arbeit reduziert werden kann Gedächtnisanforderungen beim Lernen. “
Die Autoren der Studie erkennen an, dass dies die erste Studie ist, die darauf hinweist, dass Hubs und ihre Verbindungen eine Schlüsselrolle bei Lernschwierigkeiten und Entwicklungsstörungen spielen. Ihre Bedeutung bei Hirnstörungen wird in den letzten Jahren jedoch immer deutlicher. Forscher aus Cambridge haben zuvor gezeigt, dass sie auch eine wichtige Rolle bei psychischen Störungen spielen, die im Jugendalter auftreten, wie z. B. Schizophrenie.
Quelle: Universität Cambridge
