Conectivitate funcțională hipocampală intrinsecă care stă la baza memoriei rigide la copii și adolescenți cu tulburare de spectru autist: un studiu caz-control

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

Teruo Hashimoto1, Susumu Yokota2, Yutaka Matsuzaki1 și Ryuta Kawashima

Abstract

Învățare și memorie atipicăla începutul vieții poate promova comportamente atipice în viața ulterioară. Mai puțină învățare relațională și recuperarea inflexibilă în copilărie pot spori comportamentele restrictive și repetitive la pacienții cu o tulburare din spectrul autist. Scopul acestui studiu a fost elucidarea mecanismelormemorie atipicăla copiii cu tulburare din spectrul autist. Am efectuat teste de învățare a perechii imagine-nume și de recunoaștere întârziată cu două grupuri: un grup cu copii cu tulburări de spectru autist cu înaltă funcționare (cu vârste între 7 și 16 ani, n=41) și un grup cu copii cu dezvoltare tipică (n{{ 5}}) care se potriveau cu vârsta, sexul și IQ-ul primului grup. Am evaluat corelațiile dintre scorurile de recunoaștere de succes și conectivitatea funcțională între semințele și întregul creier. Deși atât performanța de învățare, cât și cea de recuperare au fost comparabile între cele două grupuri, am observat o categorie de învățare ușor mai scăzută și câștiguri semnificativ mai puține de memorie în grupul cu tulburări din spectrul autist decât în ​​grupul în curs de dezvoltare tipică. Rețeaua hipocampală anterioară canonică dreaptă a fost implicată în memoria de succes la tinerii în curs de dezvoltare, în timp ce alte sisteme de memorie pot fi implicate în memoria de succes la tinerii cu tulburări din spectrul autismului. Procesarea memoriei independentă de context și mai puțin relațională poate fi asociată cu mai puține câștiguri de memorie în tulburarea spectrului autist. Aceste caracteristici de memorie atipice în tulburarea spectrului autist pot accentua comportamentele lor inflexibile în unele situații.

Lay abstract

Învățare și memorie atipicăla începutul vieții poate promova comportamente atipice în viața ulterioară. În mod specific, învățarea mai puțin relațională și recuperarea inflexibilă în copilărie pot îmbunătăți comportamentele restrictive și repetitive la pacienții cu o tulburare din spectrul autist. Scopul acestui studiu a fost elucidarea mecanismelormemorie atipicăla copiii cu tulburare din spectrul autist. Am efectuat teste de învățare în pereche imagine-nume și de recunoaștere întârziată cu două grupuri de tineri: un grup cu copii cu tulburări de spectru autist funcțional înalt (cu vârste între 7 și 16 ani, n=41) și un grup cu copii cu dezvoltare tipică (n{ {4}}) care se potriveau cu vârsta, sexul și IQ-ul la scară largă ale primului grup. Am examinat corelațiile dintre scorurile de recunoaștere de succes și conectivitatea neuronală în timpul odihnei în scanerul de imagistică prin rezonanță magnetică fără să ne gândim la nimic. Deși atât performanța de învățare, cât și cea de recuperare au fost comparabile între cele două grupuri, am observat câștiguri semnificativ mai puține de memorie în grupul cu tulburări din spectrul autist decât în ​​grupul în curs de dezvoltare tipică. Rețeaua de memorie a fost implicată în recuperarea cu succes a memoriei la tinerii cu o dezvoltare tipică, în timp ce celelalte sisteme de memorie care nu depind în mare măsură de rețele pot fi implicate în memoria de succes la tinerii cu tulburări din spectrul autist. Procesarea memoriei independentă de context și mai puțin relațională poate fi asociată cu mai puține câștiguri de memorie în tulburarea spectrului autist. Cu alte cuvinte, tinerii cu tulburări de spectru autist ar putea beneficia de memoria non-relațională. Aceste caracteristici atipice de memorie în tulburarea din spectrul autist pot exagera comportamentele lor inflexibile în unele situații sau, invers, comportamentele lor atipice pot duce la amintiri rigide și mai puțin conectate.

Cuvinte cheie: tulburare din spectrul autist, dezvoltare, hipocamp, învățare, recunoaștere

Introducere

Flexibilitatea cognitivă redusă în tulburarea din spectrul autismului (ASD) este caracterizată de interese restrânse și comportamente repetitive (Lopez și colab., 2005). Unele dintre comportamentele inflexibile la pacienții cu TSA pot fi legate de acesteamemorie atipică. Strategiile atipice de învățare verbală (Bowler și colab., 2009), mai puțină utilizare a strategiei atât în ​​învățare, cât și în recuperare și deficiențe în recuperarea detaliată au fost demonstrate în ASD (Gaigg și colab., 2015; Wojcik și colab. 2018), Cu cât mai mare. frecvența amintirilor traumatice la tinerii cu TSA poate fi legată de învățarea și recuperarea lor atipică, care amintirile organizate fără formă (Rumball, 2019), supraspecificitatea în învățarea perceptivă (Harris et al, 2015), dificultățile în învățarea inversă (D'Cru et al. .,2013; South et al.,2012), și mai puține amintiri false (Beversdorf și colab..2000; Hillier și colab..2007; Wojcik și colab.,2018) sugerează o memorie atipică, inflexibilă și rigidă la persoanele cu TSA .

Mai mult, Boucher a raportat profiluri cognitive inegale în TSA, cum ar fi forța și slăbiciunea simultană în domeniul memoriei (Boucher et al., 2012). De exemplu, Ring și colegii (2016) au identificat memoria elementului intactă și memoria relațională afectată la adulții cu TSA. Memoria itemului se referă la studierea fiecărui item în mod izolat, în timp ce memoria relațională se referă la studierea asocierilor dintr-o listă de itemi. Deși atât codificarea relațională, cât și cea specifică articolului îmbunătățesc recuperarea corectă, procesul relațional poate dezvolta amintiri false prin combinarea informațiilor între elemente sau evenimente (Huff & Bodner, 2019), care pot fi apoi recuperate și reconstruite în diferite combinații. Distorsiunea este o caracteristică a memoriei umane, iar aceste erori de memorie pot fi adaptative pentru actualizarea memoriei și comportamente flexibile (Loftus, 2003; Schacter, 2007; Schacter et al, 201l). Reconstituind în mod flexibil elementele experiențelor trecute, putem simula atât viitorul probabil cât și cel puțin probabil și putem imagina versiuni alternative ale experiențelor trecute (Schacter et al., 2015). În schimb, memoria prea rigidă, robustă și nedistorsionată poate limita modificarea gândirii și a comportamentului. Copiii cu TSA au prezentat memorie sursă intactă, dar o integrare redusă a memoriei și gândirii sursei (Naito et al., 2020). Memoria puternică pentru elementele izolate și memoria slabă pentru elementele asociate pot fi legate de memoria rigidă și inflexibilă din ASD.

La copiii în curs de dezvoltare (TD), memoria simplă și asociativă se dezvoltă mai devreme, în timp ce procesele strategice și de control pentru memoria relațională se dezvoltă mai târziu (Shing și colab., 2010). Memoria de recunoaștere pentru elementele izolate/individuale pare să se dezvolte la o vârstă fragedă (4-5ani) (Olson & Newcombe, 2014). Precizia recunoașterii obiectelor de la8-până la 9-ani pentru obiectele vizuale este comparabilă cu cea a adulților, în timp ce reamintirea faptelor (cunoștințe) se dezvoltă devreme între 4 și 10 ani (Riggins, 2014; Rollins & Cloude, 2018) Memoria relațională detaliată se dezvoltă lent după vârsta de 6 ani (Lee și colab., 2016; Ngo și colab., 2019). În plus, răspunsurile de recunoaștere corecte și false cresc odată cu vârsta, iar recunoașterea corectă este asociată cu activitatea în hipocampus (Paz-Alonso et al.,2008). Copiii TD pot folosi rețeaua hipocampală pentru o memorie de succes (Ngo și colab., 2017; Ofen, 2012; Tang și colab. 2018), iar maturizarea hipocampului în axa anterioară-posterioară poate sprijini memoria de succes (Demaster & Ghetti, 2013) . Diferențierea de codificare-recuperare în axa anterioară-posterior a hipocampusului a fost observată la copii (Langnes et al, 2019), ca atare. conectivitatea neuronală alterată a hipocampului poate oferi informații despreînvăţare şi memorie atipicăla copiii cu TSA.

Studiile de neuroimagistică au sugerat că ASD este asociată cu conectivitatea neuronală alterată (Di Martino și colab. 2009; Hahamy și colab. 2015; Just et al., 2012) și cu o conectivitate funcțională în stare de repaus (FC) mai slabă la nivel global la copii (Yerys și colab. ,2017). Starea de repaus atipică la copiii cu TSA poate fi asociată cu comportamentele lor inflexibile (adică restrânse și repetitive) (Uddin și colab., 2013, 2015). Studii recente cu adulți sănătoși sugerează că starea de repaus FC poate prezice performanța memoriei (Dresler și colab., 2017; Fjell și colab., 2016) și că transferul de învățare este legat de FC (Gerraty și colab., 2014). Modificarea conectivității legate de sarcini la adulții cu TSA poate fi asociată cu învățarea (Schipul et al, 2012; Schipul & Just, 2016). Unele studii au sugerat că o rețea atipică prefrontal-hipocampus și parietal-hipocampus posterior pot fi implicate în deficitele de memorie legate de ASD (Ben Shalom, 2003; Boucher & Mayes, 2012; Cooper et al. 2017; Solomon et al, 2015; ). Au fost raportate diferențe de creștere a hipocampului dreapta-stânga la copiii sănătoși și dezvoltarea atipică la copiii cu ASD (Reinhardt et al.2020). Cu toate acestea, mecanismele neuronale ale memoriei la copiii cu TSA nu au fost încă bine elucidate.

Scopul acestui studiu a fost de a dezvălui bazele neuronale ale memoriei atipice la tinerii cu TSA care se referă la comportamentele lor inflexibile. Am folosit teste de învățare a numelor imaginii (recunoaștere imediată) și teste de recunoaștere întârziată pentru a măsura performanța memoriei atât la copiii TSA, cât și la copiii TD. Pentru a evalua caracteristicile inflexibile ale memoriei în TSA. am evaluat constanța memoriei prin clasificarea performanței de recunoaștere întârziată pe baza performanței de recunoaștere imediată pentru fiecare element. Am folosit performanța reușită a memoriei (adică răspunsuri corecte consecutive atât la testele de recunoaștere imediată, cât și la cele de recunoaștere întârziată) ca indice de rigiditate a memoriei și, de asemenea, am clasificat câștigurile și distorsiunile în testul de recunoaștere întârziată care sugerau o rigiditate mai mică a memoriei. Pentru a înțelege mai bine caracteristicile memoriei în ASD, am examinat corelațiile dintre performanța de succes a memoriei și starea de repaus FC atât la tinerii ASD, cât și la tinerii TD.

Metode Participanți

Participanții au fost formați din 41 ASD (29 băieți și 12 fete) și 82 TD (58 băieți și 24 fete) copii japonezi cu IQ la scară completă (FSIQ) Mai mare sau egal cu 70, cu vârsta de 7 până la 16 ani. Inițial, 47 ASD și 92 TD au participat copii; cu toate acestea, din cauza mișcării capului în unele dintre datele imagistice (abaterea de la criteriile descrise în secțiunea „Analize ale datelor FC în starea de repaus”), am analizat doar datele de la 41 de participanți ASD și 82 de TD. Handedness a fost determinată folosind Edinburgh Handedness Inventory. Evaluarea noastră a statutului socio-economic (SES) a constat din întrebări legate de venitul anual al familiei (șapte variabile) și a fost măsurată calificarea educațională a ambilor părinți (media ambilor părinți). Caracteristicile lor medii sunt reprezentate în Tabelul 1. Am confirmat participanții diagnosticul clinic de TSA (pe baza Manualului de Diagnostic și Statistic al Tulburărilor Mintale (ed. a IV-a: DSM-IV) sau Manualul de Diagnostic și Statistic al Tulburărilor Mintale (ed. a 5-a; DSM-V). )folosind versiunea japoneză a Autism Diagnostic Interview-Revised (ADI-R) și/sau versiunea japoneză a Autism Diagnostic Observation Schedule, a doua ediție (ADOS-2). Criteriile de excludere pentru ambele grupuri au inclus un istoric de sau tulburări psihotice actuale, leziuni grave ale capului, epilepsie, tulburări genetice și dizabilitate intelectuală (FSIQ< 70).="" trained="" examiners="" carried="" out="" intelligence="" testing="" using="" the="" japanese="" version="" of="" the="" wechsler="" intelligence="" scale="" for="" children,="" fourth="" edition="">

Participanții cu autism au fost recrutați prin(1)organizații non-profit autorizate pentru persoanele cu tulburări de dezvoltare și (2)un reclam în ziar. Participanții la TD au fost recrutați printr-o reclamă în ziar. Consimțământul informat scris a fost obținut de la părintele fiecărui subiect în conformitate cu Declarația de la Helsinki. Acest studiu a fost aprobat de Comitetul de etică al Universității Tohoku.

Memorie. Am folosit versiunea japoneză a testului de învățare a numelui imaginii Atlantis (Maruzen Publishing Co., Ltd, Tokyo, Japonia) a Kaufman Assessment Battery for Children, a doua ediție (KABC-I; Kaufman & Kaufman, 2004). Acest test măsoară capacitatea cuiva de a învăța informații noi și constă în teste de recunoaștere imediată și întârziată (Figura 1). Acest test a fost efectuat în afara scanerului pentru imagistica prin rezonanță magnetică (RMN).

Test de învățare (recunoaștere imediată). Imaginile au fost organizate în trei categorii de desene fanteziste, inclusiv patru pești, patru plante și patru scoici. Peștii aveau nume de două silabe, plantele aveau nume de trei silabe, iar scoici aveau nume de patru silabe. Relația număr categorie-silabă ar putea îmbunătăți memoria și, de asemenea, poate induce recunoașterea falsă în cadrul fiecărei categorii. Experimentatorul le-a arătat participanților fiecare imagine, una câte una, într-o ordine fixă, învățându-i numele prostii corespunzătoare. În total, participanților li s-au învățat 12 perechi de nume de imagine (pește: 2 silabe, pește: 2 silabe, pește: 2 silabe, pește: 2 silabe, plantă: 3 silabe, plantă: 3 silabe, plantă: 3 silabe, plantă: 3 silabe , shell: 4 silabe, shell: 4 silabe, shell: 4 silabe și shell: 4 silabe). Fiecare imagine a fost prezentată pe o fișă de predare și afișată pe un șevalet (cum ar fi un spectacol de carte cu imagini) timp de aproximativ 2 secunde, după care fișa de predare a fost întoarsă pentru a arăta o fișă de răspuns cu o serie de imagini pentru recunoaștere imediată. Experimentatorul a citit cu voce tare numele prostii și a instruit participanții să arate imaginea corectă de pe cardul de răspuns. Au fost utilizate douăsprezece fișe de predare și 13 de răspunsuri (de indicare). Pe cărțile de răspuns au fost prezentate șapte până la 13 imagini, inclusiv imagini fără nume (trei pești, o plantă și o scoică). Fiecare imagine a fost folosită în mod repetat pe fișele de răspuns; de 6 până la 8 ori pentru pești, de 3 până la 5 ori pentru plante și de 2 sau 3 ori pentru scoici. Pentru primul card de răspuns, participanții au fost rugați să arate o imagine dintr-o matrice (o încercare). Pentru al doilea card, participanții au fost rugați să arate două imagini (două încercări). De la a 3-a la a 13-a cărți de răspuns, participanții au fost rugați să arate două, trei, trei, patru, cinci, patru, cinci, șapte, șase, șase și șase imagini din tablourile respective. Au fost 54 de încercări de învățare (recunoaștere imediată) în total, dintre care două au implicat indicarea unei imagini fără nume. Arătarea spre imaginea corectă a fost definită ca învățare corectă. Arătarea către o imagine incorectă în categoria de imagine corectă (pește/plante/cochilii) a fost definită ca categorie de învățare. Pentru fiecare răspuns incorect, experimentatorul a oferit feedback imediat și răspunsul corect, cu excepția celor două imagini fără nume și a cardului final (a 13-a). Scorul maxim posibil atât pentru învățarea corectă, cât și pentru învățarea pe categorii a fost 54.

Un răspuns (adică învățarea corectă, învățarea pe categorii și învățarea incorectă) în încercarea finală de învățare pentru fiecare imagine de pe cardurile a 11-a la a 13-a a fost folosit pentru a clasifica performanța memoriei, în detaliu, așa cum se arată mai jos. Feedback pentru învățarea categoriei și învățarea incorectă a fost dat pentru șapte imagini de pe cardurile a 11-a și a 12-a, în timp ce nu a fost oferit niciun feedback pentru cinci imagini de pe a 13-a card. Pentru încercările finale de învățare de 12 imagini, nivelul șansă de învățare corectă a fost de 0.08 până la 0.09(1/l3 până la 1/1 l ), iar cea a învățării pe categorii a fost de la 0,36 la 0,38 (5/13 la 5/11).

Test de recunoaștere (recunoaștere întârziată). În perioada de întârziere, participanții au completat un chestionar despre relația lor cu părinții lor, care a constat din 120 itemi. La aproximativ 17 minute după testul de învățare, am efectuat un test de recunoaștere întârziată utilizând 12 perechi de nume imagine și o procedură similară cu cea de-a 13-a fișă de răspuns finală a testului de învățare. S-au folosit două cărți de răspuns, cu un total de 12 imagini, inclusiv ll imagini vechi (afișate în testul de învățare) și 11 imagine nouă. Ordinea celor 12 mesaje de pictare a imaginii a fost identică cu cea a testului de învățare. Arătarea spre imaginea corectă a fost definită drept recunoaștere corectă. Arătarea către o imagine incorectă în categoria corectă de imagine a fost definită drept recunoaștere a categoriei. Scorul maxim posibil atât pentru recunoașterea corectă, cât și pentru recunoașterea categoriei a fost 12. Un nivel de șansă pentru recunoașterea corectă a fost 0,08(1/12), iar cel pentru recunoașterea categoriei a fost 0,33 sau 0,5(4). /12 la 612).

Pentru a evalua memoria în detaliu, am clasificat performanța de recunoaștere în cinci categorii în funcție de răspunsul participantului în încercarea finală de învățare pentru fiecare imagine: SUCCES, UITAT, RECUPERARE, DECIZARE și CÂȘTIG (Figura 1, dreapta jos). SUCCES a fost definit drept corect. răspunsuri atât la învățare, cât și la recunoaștere (ieconsecu-da răspunsuri corecte atât la testele de recunoaștere imediată, cât și la cele întârziate) și a reflectat robustețea sau stabilitatea memoriei. SUCCES a fost indicele de interes în acest studiu, deoarece demonstrează rigiditatea memoriei la copii. UITARE a fost definită ca învățare corectă cu recunoaștere incorectă. DECAY a fost definit ca învățare corectă/categorie cu recunoaștere incorectă a categoriei ulterioare. GAIN a fost o categorie/învățare incorectă cu recunoaștere corectă/categorie. RECUPERAREA a fost o învățare incorectă, dar o recunoaștere corectă. Inconsecvența dintre recunoașterile imediate și cele întârziate sugerează o rigiditate mai scăzută a memoriei. Răspunsurile incorecte, atât la învățare, cât și la recunoaștere, nu au fost clasificate pentru că nu au lăsat urme de memorie. Scorul maxim posibil pentru fiecare performanță de recunoaștere clasificată a fost 12. În cele din urmă, am analizat doar corelațiile dintre scorurile SUCCESS și puterea FC în starea de repaus. Din cauza numărului mic de răspunsuri și a lipsei de variație în ceilalți patru indici, aceștia nu au fost utilizați pentru analizele de corelație.

Efectele vârstei asupra memoriei. Au fost calculate corelațiile (coeficienții de corelație Pearson) între vârstă și performanța memoriei pentru a examina efectele vârstei asupra memoriei în ambele grupuri (ASD și TD). Diferențele de grup în performanța fiecărei memorie au fost testate folosind o transformare z Fisher.

Achizitie de imagini. Toate imaginile au fost achiziționate folosind un scaner Philips Intera Achieva 3.0T. Pentru imagistica prin rezonanță magnetică funcțională în stare de repaus (fMRI), 34 de imagini trans-axiale cu gradient-eco (matrice 64×64, timp de repetiție (TR)=2000ms, timp de ecou (TE)=30ms , câmpul vizual (FOV){{10}}cm, 3,75 mm grosimea secțiunii, dimensiunea voxeli{=3,75 × 3,75 × 3,75 mm³') care acoperă întregul creier au fost obținute folosind o secvență eco-planară , Pentru această scanare, s-au obținut 160 volume funcționale (durata scanării de 5 minute și 20s) în timp ce subiecții se odihneau (deschizând ochii și nu se mișcau, nu dormeau și nu se gândeau la nimic) .Imaginile tridimensionale ponderate T1-au fost colectate folosind o secvență de eco gradient rapid (MPRAGE) pregătită pentru magnetizare (matrice de 240×240, TR=6,5 ms, TE =3ms, timp de inversare (TI)=71lms, FOV=24cm, 162 felii, grosime a feliei de 1,0 mm, dimensiune voxel=1,0×1,0×1,0mm' , durata scanării de 8min și 3s).

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) pentru a ține cont de mișcarea excesivă a capului copiilor. Pe baza acestui criteriu, am exclus datele de la 6 dintre cei 47 de participanți ASD și 9 dintre cei 93 de participanți la TD.

Am selectat patru regiuni de interes (ROI) dintr-un studiu FC în stare de repaus la adulți sănătoși (Wagner et al.2016). Hipocampul anterior stâng (coordonatele MNI ale -28, -12,-20), hipocampul posterior stâng (-28,-24,-12), hipocampul anterior drept (28.-12.-20) și hipocampul posterior drept (32,-22,{-12) - toate cu o sferă cu raza de 6 mm - au fost definite ca semințe ROls. Segmentarea hipocampului anterior-posterior a fost în concordanță cu un alt studiu care a examinat activarea legată de memorie într-o gamă largă de vârstă (6,8-80,8 ani), cu coordonatele MNI ale y=-21 corespunzătoare aspectului uncusului de girusul parahipocampal (Langnes et al, 2019). Corelațiile lui Pearson între cursul în timp mediu al fiecărui ROI și cel al fiecărui voxel al întregului creier au fost calculate la nivelul unui singur subiect, iar coeficienții de corelație au fost transformați folosind o transformare z Fisher.

Pentru compararea de grup a corelațiilor dintre SUCCESS (învățare și recuperare corectă) și FC, am efectuat o analiză a varianței (ANOVA) cu covariate ale scorului SUCCESS. vârstă, sex, FSIQ și FD. Am efectuat, de asemenea, analize de regresie multiple pentru fiecare ( ASD și TD) participant folosind coeficienți de corelație ai FC și SUCCES, luând vârsta, sexul, FSIO și DF ca covariabile. Am aplicat un prag statistic pentru eroarea familiei (FWE) din 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="">

Rezultate

Caracteristicile participantului

După cum se arată în tabelul 1, nu au existat diferențe semnificative de grup în ceea ce privește vârsta (testul t cu două eșantioane, t(121)=0.94, p=0.35), FSIQ (varianță inegală, t (61)=1,55, p{{1{0}},13) sau FD (t(121){=0,39, p{{=0,7{ {33}}). Performanța de învățare și recunoaștere Participanții cu TSA au avut scoruri similare cu cei cu TD atât la învățarea corectă, cât și la recunoașterea corectă, dar au avut scoruri puțin mai mici decât participanții cu TD la învățarea categoriei (Figura 2). Nu am observat diferențe semnificative de grup în ceea ce privește numărul mediu de învățare corectă (ASD: 41,6, TD: 40,0, t(121)=1.27, p{=0.21), recunoașterea corectă (ASD: 7,7, TD: 7,7, t(121)=−0,12, p=0,91), sau recunoașterea categoriei (ASD: 3,1, TD: 2,9, t(121)=0,46, p=0.65). Doar recunoașteri minore incorecte au fost observate în ambele grupuri (ASD: 1,2, TD: 1,4). Nu am detectat o categorie de învățare semnificativ mai mare în TD decât în ​​ASD (ASD: 8,7, TD: 10,3, t(121)=−1,70, p=0.091).

Performanța memoriei clasificate (Figura 3) a dezvăluit un CÂȘTIG mai mic la participanții cu TSA decât la cei cu TD (ASD: 1,76 vs TD: 2,50, t(102)=2,71, p=0 .008). Nu au existat diferențe semnificative de grup în celelalte măsuri (SUCCES: t(121)=1,59, p=0,12; UITAT: t(121)=−0,36, p{ {19}},72; DECIDERE: t(121){=0,21, p{=0,8; și RECUPERARE: t(121){=0,84, p{{29} }.42). Am analizat doar corelațiile dintre scorurile SUCCESS și puterea FC în starea de repaus din cauza numărului mic de răspunsuri și a lipsei de varianță în ceilalți patru indici.

Corelațiile dintre vârstă și performanța memoriei sunt prezentate în Tabelul 2. Vârsta a fost corelată pozitiv, dar slab (r > 0.2) cu învățarea corectă numai la tinerii TD, indicând îmbunătățirea memoriei legată de vârstă, deși nu există diferențe semnificative de grup în s-au observat corelații între vârstă și performanța memoriei.

Diferențele de grup în corelațiile dintre starea de repaus FC și scorurile de recuperare de succes

Copiii TD au prezentat corelații mai mari între starea de repaus FC și SUCCES decât copiii cu ASD din rețelele hipocampului stâng (Figura 4). Aceste rețele au fost următoarele: ROI anterior al hipocampului stâng și girusul frontal stâng inferior, ROI al hipocampului anterior stâng și cortexul prefrontal dorsolateral stâng, ROI al hipocampului anterior stâng și cortexul cingulat posterior și ROI al hipocampului posterior stâng și cortexul prefrontal medial. (Tabelul 3). Copiii ASD nu au prezentat o stare de repaus FC mai mare decât copiii TD din orice rețea.

Corelații între starea de repaus FC și scorurile de recuperare de succes în fiecare grup

În TD, puterea de conectivitate dintre ROI-ul hipocampal anterior drept și cortexul occipitotemporal stâng și între ROI-ul hipocampal anterior drept și cortexul prefrontal dorsolateral drept a arătat corelații pozitive semnificative cu scorurile de recuperare cu succes (Figura 5 și Tabelul 4). Acești coeficienți de corelație (r-ul lui Pearson) au fost 0,45 și, respectiv, 0,45 și au fost estimări post-hoc neindependente care sunt estimări circulare și probabil sunt umflate (Kriegeskorte și colab., 2010).

În ASD, puterea conectivității dintre hipocampul posterior stâng și lobulul parietal inferior stâng și între hipocampul posterior stâng și cortexul cingulat posterior a arătat o corelație negativă semnificativă cu scorurile de recuperare cu succes (Figura 6 și Tabelul 4). Acești coeficienți de corelație (r-ul lui Pearson) au fost −0.59 și, respectiv, −0.64 și au fost estimări post-hoc neindependente, așa cum se arată mai sus. Nu au fost detectate alte corelații semnificative.

Discuţie

Tinerii cu TSA au prezentat o învățare și recunoaștere a numelui imaginilor comparabile cu tinerii TD, sugerând o legare vizual-auditivă intactă. În ciuda performanțelor lor comparabile de învățare și recunoaștere, tinerii cu TSA au prezentat câștiguri semnificativ mai puține de recuperare decât colegii lor TD. Mai puține câștiguri de memorie au indicat o memorie inflexibilă în ASD. Astfel, învățarea atipică în copilărie ar putea fi un factor legat de cogniția și comportamentul atipic în TSA.

Memoria relațională ar putea implica corelații pozitive între memoria de succes și conectivitatea neuronală în rândul persoanelor TD. Starea de repaus FC dintre hipocampul anterior și zonele vizuale superioare după învățarea relațională a fost legată de o performanță mai bună de recuperare (Murty et al., 2017). De asemenea, s-a raportat că starea anterioară de repaus a hipocampului FC poate prezice mai bine memoria asociativă (Persson et al., 2018). Printre adulții tineri sănătoși, hipocampul anterior drept și cortexul prefrontal dorsolateral drept sunt implicate în recuperarea stabilă cu succes (Hashimoto et al., 2011). În legătură cu aceasta, rețeaua anterioară a hipocampului poate fi asociată cu maturizarea memoriei (Demaster & Ghetti, 2013).

În studiul nostru, performanța de succes a memoriei a fost corelată pozitiv cu rețeaua hipocampală anterioară dreaptă în TD, în timp ce a fost corelată negativ cu rețeaua hipocampală anterioară stângă în ASD. Nu am detectat corelații pozitive cu rețelele hipocampale în ASD. Constatarea noastră conform căreia FC a fost mai scăzută în rețelele hipocampului stâng ale tinerilor cu TSA decât în ​​cele ale tinerilor TD a fost în concordanță cu un raport anterior care identifica FC slab la nivel global la tinerii cu TSA (Yerys și colab., 2017). La adulții sănătoși, hipocampul drept se conectează cu o rețea distribuită, în timp ce hipocampul stâng este conectat cu zonele frontal-limbice (Robinson et al., 2016). A fost raportată asimetrie dreapta-stânga în dezvoltarea volumului hipocampului, atât în ​​TD, cât și în ASD (Reinhardt et al., 2020). Lateralizarea funcțională a hipocampului ar putea fi implicată în dezvoltarea memoriei la copiii TD, iar dezvoltarea atipică în lateralizarea hipocampusului ar putea fi asociată cu problemele indivizilor TSA cu interacțiunea socială, comunicare și comportamente inflexibile.

Mai mult, conectivitatea redusă evidentă în rețelele hipocampului stâng ale persoanelor cu TSA sugerează utilizarea sistemelor de memorie locale, care ar putea fi asociate cu memoria non-relațională. Utilizarea independentă a hipocampului anterior stâng și a zonelor parietale ar putea explica, de asemenea, rezultatele memorabile de succes ale participanților noștri ASD. Dezactivarea rețelei pentru regăsirea informațiilor complexe și conexe, inclusiv memoria legată de sine (Sheldon și colab., 2016), ar putea îmbunătăți memoria asociativă simplă (nume-imagine) la tinerii cu TSA. Având în vedere câștigurile lor mai mici de memorie în testul de recunoaștere, tinerii cu TSA din acest studiu ar fi putut aplica învățarea bazată pe itemi sau legarea simplă, mai degrabă decât strategii de memorie, cum ar fi învățarea relațională (Wojcik et al., 2018). Îmbunătățirea mai scăzută legată de vârstă a învățării și recunoașterii la persoanele cu TSA ar putea indica dependența lor de procesele de memorie de bază, simple și dezvoltate timpuriu.

Am observat semnificativ mai puține câștiguri de memorie în grupul ASD decât în ​​grupul TD, deoarece performanțele lor de învățare și recuperare au fost comparabile. Deși nivelurile de șansă atât ale învățării categoriei, cât și ale recunoașterii au fost ridicate, diferența de grup a fost detectată doar în ceea ce privește câștigul. Învățarea relațională scăzută și recuperarea inflexibilă în copilărie pot crește comportamentele restrictive și repetitive la pacienții cu TSA (Gaigg și colab., 2015; Lopez și colab., 2005; Wojcik și colab., 2018). O capacitate mai scăzută de obișnuire și generalizare poate fi asociată cu caracteristicile de memorie ale pacienților. Între timp, o memorie puternică a elementului poate compensa memoria relațională slabă la copiii cu TSA, ceea ce poate ajuta la dezvoltarea unei performanțe memorabile care este comparabilă cu cea a copiilor TD.

Limitări

Prima noastră limită este că nu am folosit criterii de excludere mai stricte (FD > 0.2mm) pentru mișcarea capului, deoarece acest lucru ar fi redus și mai mult dimensiunea eșantionului (Satterthwaite și colab., 2012). Cu toate acestea, criteriile noastre sunt în concordanță cu studiile anterioare ASD (Falahpour și colab., 2016; Gao și colab., 2019). O altă limitare este că diferențele de sex atât în ​​dezvoltarea rețelei ASD, cât și a hipocampului pot reprezenta un factor de confuzie în acest studiu (Lai și colab., 2017; Riley și colab., 2018). Nivelurile ridicate de șansă atât pentru învățarea categoriei, cât și pentru recunoașterea categoriei ar putea afecta fiabilitatea GAIN și DECAY, deși un nivel mult mai mare decât cel al șanselor atât în ​​testele corecte de recunoaștere imediată, cât și în cele întârziate a sugerat mai puține răspunsuri aleatorii. În cele din urmă, pe lângă scorul SUCCES, scorurile mai mici DECAY și GAIN (reprezentând mai puține modificări ale memoriei) ar putea indica o memorie rigidă; cu toate acestea, numărul mic de răspunsuri din acest studiu a constrâns evaluarea acelor corelate neuronale.

Concluzie

Învățarea și recunoașterea perechilor imagine-nume au fost intacte la copiii cu TSA, dar acești indivizi au prezentat mai puține modificări de memorie decât colegii lor TD. Sistemele de memorie locale care nu depind în mare măsură de rețelele hipocampale pot fi implicate în memoria rigidă în ASD, iar procesarea memoriei independentă de context și mai puțin relațională ar putea fi asociată cu mai puține câștiguri de memorie la acești indivizi. Aceste caracteristici de memorie atipice la persoanele cu TSA pot exagera comportamentele lor inflexibile în unele situații sau, invers, comportamentele lor atipice pot duce la amintiri rigide și mai puțin conectate. În lumina acestui fapt, descoperirile noastre ne pot îmbunătăți înțelegerea dezvoltării memoriei la persoanele cu ASD. Strategiile și mecanismele de învățare rezultate pot fi de interes pentru educatori, părinți și persoanele cu TSA, care pot fi capabile să valorifice ulterior aceste perspective pentru a îmbunătăți eficacitatea educației speciale.