Keterkaitan Fungsional Hippocampal Intrinsik yang Mendasari Memori Tegar pada Kanak-kanak Dan Remaja Dengan Gangguan Spektrum Autisme: Kajian Kawalan Kes

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

Teruo Hashimoto1 , Susumu Yokota2, Yutaka Matsuzaki1 dan Ryuta Kawashima

Abstrak

Pembelajaran dan ingatan yang tidak biasadalam kehidupan awal boleh menggalakkan tingkah laku atipikal di kemudian hari. Pembelajaran relasi yang kurang dan pengambilan semula yang tidak fleksibel pada zaman kanak-kanak boleh meningkatkan tingkah laku terhad dan berulang pada pesakit dengan gangguan spektrum autisme. Tujuan kajian ini adalah untuk menjelaskan mekanismeingatan atipikalpada kanak-kanak dengan gangguan spektrum autisme. Kami menjalankan pembelajaran pasangan gambar–nama dan ujian pengecaman tertunda dengan dua kumpulan: satu kumpulan dengan kanak-kanak gangguan spektrum autisme berfungsi tinggi (berumur 7–16, n=41) dan satu kumpulan dengan kanak-kanak yang biasanya sedang berkembang (n{{ 5}}) yang sepadan dengan umur, jantina dan IQ kumpulan pertama. Kami menilai korelasi antara skor pengiktirafan yang berjaya dan ketersambungan fungsi keadaan rehat benih-ke-seluruh-otak. Walaupun kedua-dua prestasi pembelajaran dan perolehan adalah setanding antara kedua-dua kumpulan, kami memerhatikan pembelajaran kategori yang sedikit lebih rendah dan keuntungan ingatan yang jauh lebih sedikit dalam kumpulan gangguan spektrum autisme berbanding kumpulan yang biasanya membangun. Rangkaian hippocampal anterior kanonik yang betul terlibat dalam ingatan yang berjaya pada remaja yang biasanya berkembang, manakala sistem ingatan lain mungkin terlibat dalam ingatan yang berjaya pada belia dengan gangguan spektrum autisme. Pemprosesan memori yang bebas konteks dan kurang hubungan mungkin dikaitkan dengan peningkatan ingatan yang lebih sedikit dalam gangguan spektrum autisme. Ciri-ciri ingatan atipikal dalam gangguan spektrum autisme ini mungkin menonjolkan tingkah laku mereka yang tidak fleksibel dalam beberapa situasi.

Letakkan abstrak

Pembelajaran dan ingatan yang tidak biasadalam kehidupan awal boleh menggalakkan tingkah laku atipikal di kemudian hari. Khususnya, pembelajaran yang kurang hubungan dan pengambilan semula yang tidak fleksibel pada zaman kanak-kanak boleh meningkatkan tingkah laku terhad dan berulang pada pesakit dengan gangguan spektrum autisme. Tujuan kajian ini adalah untuk menjelaskan mekanismeingatan atipikalpada kanak-kanak dengan gangguan spektrum autisme. Kami menjalankan pembelajaran pasangan gambar–nama dan ujian pengecaman tertunda dengan dua kumpulan belia: satu kumpulan dengan kanak-kanak gangguan spektrum autisme berfungsi tinggi (berumur 7–16, n=41) dan satu kumpulan dengan kanak-kanak yang biasanya berkembang (n{ {4}}) yang sepadan dengan umur, jantina dan IQ skala penuh kumpulan pertama. Kami meneliti korelasi antara skor pengiktirafan yang berjaya dan ketersambungan saraf semasa berehat dalam pengimbas pengimejan resonans magnetik tanpa memikirkan apa-apa. Walaupun kedua-dua prestasi pembelajaran dan perolehan adalah setanding antara kedua-dua kumpulan, kami memerhatikan peningkatan ingatan yang jauh lebih sedikit dalam kumpulan gangguan spektrum autisme berbanding kumpulan yang biasanya membangun. Rangkaian ingatan terlibat dalam pencarian ingatan yang berjaya di kalangan belia yang biasanya berkembang, manakala sistem ingatan lain yang tidak bergantung pada tahap yang besar pada rangkaian mungkin terlibat dalam ingatan yang berjaya pada belia dengan gangguan spektrum autisme. Pemprosesan memori yang bebas konteks dan kurang hubungan mungkin dikaitkan dengan peningkatan ingatan yang lebih sedikit dalam gangguan spektrum autisme. Dalam erti kata lain, remaja gangguan spektrum autistik mungkin mendapat manfaat daripada ingatan bukan hubungan. Ciri-ciri ingatan atipikal dalam gangguan spektrum autisme ini mungkin membesar-besarkan tingkah laku mereka yang tidak fleksibel dalam sesetengah situasi, atau—sebaliknya—tingkah laku atipikal mereka boleh mengakibatkan ingatan yang tegar dan kurang bersambung.

Kata kunci: gangguan spektrum autisme, perkembangan, hippocampus, pembelajaran, pengiktirafan

pengenalan

Fleksibiliti kognitif yang berkurangan dalam gangguan spektrum autisme (ASD) dicirikan oleh minat terhad dan tingkah laku berulang (Lopez et al., 2005). Beberapa tingkah laku tidak fleksibel pada pesakit dengan ASD mungkin dikaitkan dengan merekaingatan atipikal. Strategi pembelajaran lisan yang tidak tipikal (Bowler et al.,2009), kurang menggunakan strategi dalam pembelajaran dan mendapatkan semula, dan kemerosotan dalam mendapatkan semula terperinci telah ditunjukkan dalam ASD(Gaigg et al.,2015; Wojcik et al.2018), Semakin besar kekerapan ingatan traumatik dalam kalangan remaja ASD mungkin berkaitan dengan pembelajaran atipikal dan pengambilan semula mereka yang tidak berbentuk ingatan tersusun (Rumball, 2019), Kekhususan dalam pembelajaran persepsi (Harris et al, 2015), kesukaran dalam pembelajaran terbalik (D'Cru et al ., 2013; South et al., 2012), dan lebih sedikit ingatan palsu (Beversdorf et al..2000; Hillier et al..2007; Wojcik et al., 2018) mencadangkan ingatan atipikal, tidak fleksibel dan tegar pada individu dengan ASD .

Selain itu, Boucher telah melaporkan profil kognitif yang tidak sekata dalam ASD, seperti kekuatan dan kelemahan serentak dalam domain ingatan (Boucher et al., 2012). Sebagai contoh, Ring dan rakan sekerja (2016) telah mengenal pasti ingatan item utuh dan ingatan hubungan terjejas pada orang dewasa dengan ASD. Ingatan item merujuk kepada mengkaji setiap item secara berasingan, manakala ingatan relasional merujuk kepada mengkaji persatuan antara senarai item. Walaupun pengekodan perhubungan dan khusus item meningkatkan perolehan semula yang betul, proses perhubungan boleh membangunkan ingatan palsu dengan menggabungkan maklumat merentas item atau peristiwa (Huff& Bodner, 2019), yang kemudiannya boleh diambil dan dibina semula dalam kombinasi yang berbeza. Herotan adalah ciri ingatan manusia, dan ralat ingatan ini boleh menjadi penyesuaian untuk pengemaskinian memori dan tingkah laku yang fleksibel (Loftus, 2003; Schacter, 2007; Schacter et al, 201l). Dengan membina semula elemen pengalaman lepas secara fleksibel, kita boleh mensimulasikan kedua-dua masa hadapan yang berkemungkinan dan tidak mungkin serta membayangkan versi alternatif pengalaman lalu (Schacter et al., 2015). Sebaliknya, ingatan yang terlalu tegar, teguh dan tidak diputarbelitkan boleh menyekat pengubahsuaian pemikiran dan tingkah laku. Kanak-kanak dengan ASD telah mempamerkan ingatan sumber yang utuh tetapi mengurangkan integrasi ingatan sumber dan pemikiran (Naito et al., 2020). Ingatan kuat untuk item terpencil dan ingatan lemah untuk item berkaitan mungkin berkaitan dengan ingatan tegar dan tidak fleksibel dalam ASD.

Pada kebiasaannya kanak-kanak yang sedang membangun(TD), ingatan mengikat dan bersekutu mudah berkembang lebih awal, manakala proses strategik dan kawalan untuk ingatan hubungan berkembang kemudian (Shing et al., 2010). Memori pengecaman untuk item terpencil/individu nampaknya berkembang pada usia awal(4-5tahun)(Olson & Newcombe,2014). Ketepatan8-hingga 9-tahun pengecaman item untuk objek visual adalah setanding dengan orang dewasa, manakala ingatan fakta (pengetahuan) berkembang pada peringkat awal antara umur 4 dan 10 (Riggins, 2014; Rollins & Cloude,2018) Memori hubungan terperinci berkembang dengan perlahan selepas umur 6 tahun (Lee et al., 2016; Ngo et al., 2019). Selain itu, kedua-dua tindak balas pengecaman yang betul dan palsu meningkat dengan usia, dan pengecaman yang betul dikaitkan dengan aktiviti dalam hippocampus (Paz-Alonso et al., 2008). Kanak-kanak TD boleh menggunakan rangkaian hippocampal untuk ingatan yang berjaya (Ngo et al., 2017; Ofen, 2012; Tang et al. 2018), dan pematangan hippocampal dalam paksi anterior-poste-rior mungkin menyokong ingatan yang berjaya (Demaster &Ghetti,2013) . Pembezaan pengekodan-dapat semula dalam paksi anterior-posterior hippocampus telah diperhatikan pada kanak-kanak (Langnes et al, 2019), Oleh itu. keterkaitan neural hippocampus yang diubah boleh memberikan maklumat tentangpembelajaran dan ingatan atipikalpada kanak-kanak dengan ASD.

Kajian neuroimaging telah mencadangkan bahawa ASD dikaitkan dengan ketersambungan saraf yang diubah (Di Martino et al. 2009; Hahamy et al.2015; Just et al, 2012) dan ketersambungan fungsi keadaan rehat (FC) yang lebih lemah secara global dalam kanak-kanak (Yerys et al. ,2017). FC keadaan rehat atipikal dalam kanak-kanak ASD mungkin dikaitkan dengan tingkah laku mereka yang tidak fleksibel (iaitu terhad dan berulang) (Uddin et al., 2013, 2015). Kajian terbaru dengan orang dewasa yang sihat mencadangkan bahawa FC keadaan rehat boleh meramalkan prestasi ingatan (Dresler et al., 2017; Fjell et al., 2016), dan pemindahan pembelajaran itu berkaitan dengan FC (Gerraty et al, 2014). Kesambungan berkaitan tugas yang diubah dalam orang dewasa ASD mungkin dikaitkan dengan pembelajaran (Schipul et al, 2012; Schipul & Just, 2016). Sesetengah kajian telah mencadangkan bahawa rangkaian atipikal prefrontal-hip-pocampus dan posterior parietal-hippocampus mungkin terlibat dalam defisit ingatan berkaitan ASD (Ben Shalom, 2003; Boucher & Mayes, 2012; Cooper et al. 2017; Solomon et al, 2015 ). Perbezaan pertumbuhan hippocampal kiri kanan dalam kanak-kanak yang sihat dan perkembangan atipikal pada kanak-kanak dengan ASD telah dilaporkan (Reinhardt et al.2020). Walau bagaimanapun, mekanisme saraf ingatan pada kanak-kanak dengan ASD masih belum dijelaskan dengan baik.

Tujuan kajian ini adalah untuk mendedahkan asas saraf memori atipikal dalam remaja ASD yang berkaitan dengan tingkah laku mereka yang tidak fleksibel. Kami menggunakan pembelajaran nama gambar (pengiktirafan segera) dan ujian pengecaman tertunda untuk mengukur prestasi ingatan dalam kedua-dua kanak-kanak ASD dan TD. Untuk menilai ciri-ciri ingatan yang tidak fleksibel dalam ASD. kami menilai keteguhan ingatan dengan mengklasifikasikan prestasi pengecaman tertunda berdasarkan prestasi pengecaman segera untuk setiap item. Kami menggunakan prestasi ingatan yang berjaya (iaitu tindak balas betul berturut-turut dalam ujian pengecaman segera dan tertunda) sebagai indeks ketegaran ingatan, dan kami juga mengklasifikasikan keuntungan dan herotan dalam ujian pengecaman tertunda yang mencadangkan kurang ketegaran ingatan. Untuk lebih memahami ciri-ciri ingatan dalam ASD, kami meneliti korelasi antara prestasi ingatan yang berjaya dan FC keadaan rehat dalam kedua-dua belia ASD dan TD.

Kaedah Peserta

Peserta terdiri daripada 41 ASD (29 lelaki dan 12 perempuan) dan 82 TD (58 lelaki dan 24 perempuan) kanak-kanak Jepun dengan IQ (FSIQ) skala penuh Lebih daripada atau sama dengan 70, berumur 7 hingga 16 tahun. Pada asalnya, 47 ASD dan 92 TD kanak-kanak mengambil bahagian; namun, disebabkan pergerakan kepala dalam beberapa data pengimejan (menyimpang daripada kriteria yang diterangkan dalam bahagian "Analisis data FC keadaan rehat"), kami hanya menganalisis data daripada 41 peserta ASD dan 82 TD. Handedness ditentukan menggunakan Edinburgh Handedness Inventory. Penilaian status sosio-ekonomi (SES) kami terdiri daripada pertanyaan berkaitan pendapatan tahunan keluarga (tujuh pembolehubah), dan kelayakan pendidikan kedua-dua ibu bapa (purata kedua-dua ibu bapa) telah diukur. Ciri-ciri min mereka ditunjukkan dalam Jadual 1. Kami mengesahkan diagnosis ASD klinikal peserta (berdasarkan Manual Diagnostik dan Statistik Gangguan Mental(ed. ke-4:DSM-IV) atau Manual Diagnostik dan Statistik Gangguan Mental (ed. ke-5; DSM-V )menggunakan versi Jepun bagi Autism Diagnostic Interview-Revised(ADI-R)dan/atau versi Jepun bagi Autism Diagnostic Observation Schedule, Second Edition(ADOS-2). Kriteria pengecualian untuk kedua-dua kumpulan termasuk sejarah atau gangguan psikotik semasa, kecederaan kepala yang teruk, epilepsi, gangguan genetik, dan ketidakupayaan intelek (FSIQ< 70).="" trained="" examiners="" carried="" out="" intelligence="" testing="" using="" the="" japanese="" version="" of="" the="" wechsler="" intelligence="" scale="" for="" children,="" fourth="" edition="">

Peserta autistik telah diambil melalui(1)pertubuhan bukan untung yang dibenarkan untuk orang yang mengalami gangguan perkembangan dan (2) iklan akhbar. Peserta TD telah diambil melalui iklan akhbar. Persetujuan termaklum bertulis diperoleh daripada ibu bapa setiap subjek mengikut Deklarasi Helsinki. Kajian ini telah diluluskan oleh Jawatankuasa Etika Universiti Tohoku.

Ingatan. Kami menggunakan versi Jepun bagi ujian pembelajaran nama gambar Atlantis (Maruzen Publishing Co., Ltd, Tokyo, Jepun) bagi Bateri Penilaian Kaufman untuk Kanak-kanak, Edisi Kedua (KABC-I; Kaufman & Kaufman, 2004). Ujian ini mengukur keupayaan seseorang untuk mempelajari maklumat baharu, dan ia terdiri daripada ujian pengecaman segera dan tertunda (Rajah 1). Ujian ini dijalankan di luar pengimbas pengimejan resonans magnetik (MRI).

Ujian pembelajaran (pengiktirafan segera). Gambar disusun dalam tiga kategori kartun khayalan, termasuk empat ikan, empat tumbuhan dan empat cengkerang. Ikan mempunyai nama dua suku kata, tumbuhan mempunyai nama tiga suku kata, dan cangkerang mempunyai nama empat suku kata. Hubungan nombor kategori-suku kata boleh meningkatkan ingatan dan juga mendorong pengecaman palsu dalam setiap kategori. Penguji menunjukkan peserta setiap gambar satu demi satu dalam susunan tetap, mengajar mereka nama karut yang sepadan. Secara keseluruhan, peserta telah diajar 12 pasangan nama gambar(ikan:2 suku kata, ikan:2 suku kata, ikan:2suku kata, ikan:2 suku kata, tumbuhan:3 suku kata, tumbuhan:3 suku kata, tumbuhan: 3 suku kata, tumbuhan: 3 suku kata , cangkang: 4 suku kata, cangkang: 4 suku kata, cangkang: 4 suku kata, dan cangkang; 4 suku kata). Setiap gambar dibentangkan pada kad pengajaran dan dipaparkan pada kuda-kuda (seperti persembahan kad gambar) selama lebih kurang 2s, selepas itu kad pengajaran dipusingkan untuk menunjukkan kad jawapan yang memaparkan pelbagai gambar untuk pengecaman segera. Penguji membaca nama karut dengan kuat dan mengarahkan peserta menunjukkan gambar yang betul pada kad jawapan. Dua belas kad pengajaran dan 13 kad jawapan (menunjuk) telah digunakan. Tujuh hingga 13 gambar, termasuk gambar tanpa nama (tiga ekor ikan, satu tumbuhan dan satu cengkerang), telah dibentangkan pada kad jawapan. Setiap gambar digunakan berulang kali pada kad jawapan; 6 hingga 8 kali untuk ikan, 3 hingga 5 kali untuk tumbuhan, dan 2 atau 3 kali untuk cengkerang. Untuk kad jawapan pertama, peserta diminta untuk menunjukkan satu gambar daripada tatasusunan (satu percubaan). Untuk kad kedua, peserta diminta menunjukkan dua gambar (dua percubaan). Daripada kad jawapan ke-3 hingga ke-13, para peserta diminta menunjukkan dua, tiga, tiga, empat, lima, empat, lima, tujuh, enam, enam dan enam gambar daripada tatasusunan masing-masing. Terdapat 54 percubaan pembelajaran (pengiktirafan segera) secara keseluruhan, di mana dua daripadanya melibatkan menunjuk pada gambar tanpa nama. Menunjuk pada gambar yang betul ditakrifkan sebagai pembelajaran yang betul. Menunjuk kepada gambar yang salah dalam kategori gambar yang betul (ikan/tumbuhan/kerang) ditakrifkan sebagai pembelajaran kategori. Untuk setiap jawapan yang salah, penguji memberikan maklum balas segera dan jawapan yang betul, kecuali dalam kes dua gambar tanpa nama dan kad jawapan terakhir (ke-13). Skor maksimum yang mungkin untuk kedua-dua pembelajaran betul dan pembelajaran kategori ialah 54.

Satu respons (pembelajaran yang betul, pembelajaran kategori dan pembelajaran yang salah) dalam percubaan pembelajaran akhir untuk setiap gambar pada kad ke-1 hingga ke-13 telah digunakan untuk mengkategorikan prestasi ingatan, secara terperinci, seperti yang ditunjukkan di bawah. Maklum balas untuk pembelajaran kategori dan pembelajaran salah diberikan untuk tujuh gambar pada kad ke-1 dan ke-12, manakala tiada maklum balas diberikan untuk lima gambar pada kad ke-13. Untuk percubaan pembelajaran akhir 12 gambar, tahap peluang pembelajaran yang betul ialah 0.08 hingga 0.09(1/l3 hingga 1/1l )dan pembelajaran kategori ialah 0.36 hingga 0.38(5/13 hingga 5/11).

Ujian pengecaman (pengiktirafan tertunda). Semasa tempoh kelewatan, peserta melengkapkan soal selidik tentang hubungan mereka dengan ibu bapa mereka, yang terdiri daripada 120 item. Kira-kira 17 minit selepas ujian pembelajaran, kami menjalankan ujian pengecaman tertunda menggunakan 12 pasangan nama gambar dan prosedur yang sama seperti kad jawapan akhir (ke-13) ujian pembelajaran. Dua kad jawapan telah digunakan yang memaparkan sejumlah 12 gambar, termasuk ll gambar lama (ditunjukkan dalam ujian pembelajaran) dan 1I gambar baharu. Susunan 12 gesaan melukis gambar adalah sama dengan ujian pembelajaran. Menunjuk pada gambar yang betul ditakrifkan sebagai pengecaman yang betul. Menuding kepada gambar yang salah dalam kategori gambar yang betul ditakrifkan sebagai pengecaman kategori. Skor maksimum yang mungkin untuk kedua-dua pengiktirafan yang betul dan pengecaman kategori ialah 12. Tahap peluang untuk pengecaman yang betul ialah 0,08(1/12)dan bahawa untuk pengecaman kategori ialah 0.33atau0.5(4 /12 hingga 612).

Untuk menilai ingatan secara terperinci, kami mengklasifikasikan prestasi pengecaman kepada lima kategori mengikut tindak balas peserta dalam percubaan pembelajaran akhir untuk setiap gambar: KEJAYAAN, TERLUPA, PEMULIHAN, PEREPUTAN dan GAIN (Rajah 1, bahagian bawah kanan). SUCCESS ditakrifkan sebagai betul. respons dalam kedua-dua pembelajaran dan pengiktirafan (iaitu-memberi respons yang betul dalam kedua-dua ujian pengecaman segera dan tertunda), dan ia mencerminkan keteguhan atau kestabilan ingatan. KEJAYAAN adalah indeks minat dalam kajian ini, kerana ia menunjukkan ketegaran ingatan pada kanak-kanak. LUPA ditakrifkan sebagai pembelajaran yang betul dengan pengecaman yang salah. DECAY ditakrifkan sebagai pembelajaran betul/kategori dengan pengecaman salah kategori berikutnya. GAIN ialah pembelajaran kategori/salah dengan pengecaman betul/kategori. PEMULIHAN ialah pembelajaran yang salah tetapi pengecaman yang betul. Ketidakkonsistenan antara pengecaman segera dan tertunda menunjukkan ketegaran ingatan yang lebih rendah. Respons yang salah, dalam pembelajaran dan pengecaman, tidak dikategorikan kerana ia tidak meninggalkan kesan ingatan. Skor maksimum yang mungkin untuk setiap prestasi pengiktirafan terperingkat ialah 12. Akhirnya, kami menganalisis hanya korelasi antara skor SUCCESS dan kekuatan FC keadaan rehat. Oleh kerana bilangan tindak balas yang kecil dan kekurangan varians dalam empat indeks yang lain, mereka tidak digunakan untuk analisis korelasi.

Kesan umur pada ingatan. Korelasi (pekali korelasi Pearson) antara umur dan prestasi ingatan dikira untuk mengkaji kesan umur pada ingatan dalam kedua-dua kumpulan (ASD dan TD). Perbezaan kumpulan dalam setiap prestasi memori telah diuji menggunakan transformasi z Fisher.

Pemerolehan imej. Semua imej telah diperoleh menggunakan pengimbas Philips Intera Achieva 3.0T. Untuk pengimejan resonans magnetik berfungsi keadaan rehat (fMRI), 34 imej kecerunan-gema trans-paksi (matriks 64×64, masa ulangan (TR)=2000ms, masa gema (TE)=30ms , medan pandangan (FOV){{10}}cm, 3.75mmslicethickness,saiz voxel=3.75×3.75×3.75mm³'）yang meliputi seluruh otak telah diperoleh menggunakan jujukan echo-planar , Untuk imbasan ini,16{39}} volum berfungsi (tempoh imbasan 5min dan 20s) diperoleh semasa subjek sedang berehat(membuka mata dan tidak bergerak, tidak tidur dan tidak memikirkan apa-apa) .Imej berwajaran T1-tiga dimensi telah dikumpul menggunakan jujukan kecerunan-gema pantas (MPRAGE) bermagnetisasi-pra-kupas (matriks 240}×240, TR=6.5ms, TE =3ms,masa penyongsangan(TI)=71lms, FOV=24cm,162 keping, ketebalan kepingan 1.0mm, saiz voxel=1.0×1.0×1.0mm' , tempoh imbasan 8min dan 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>0.5mm (Power et al.,2014)untuk mengambil kira pergerakan kepala kanak-kanak yang berlebihan. Berdasarkan kriteria ini, kami mengecualikan data daripada 6 daripada 47 peserta ASD dan 9 daripada 93 peserta TD.

Kami memilih empat kawasan minat (ROI) daripada kajian FC keadaan rehat pada orang dewasa yang sihat (Wagner et al.2016). Hippocampus anterior kiri(koordinat MNI -28, -12,-20), hippocampus posterior kiri(-28,-24,-12), hippocampus anterior kanan(28.-12.-20),dan hippocampus posterior kanan(32,-22,-12)—semuanya dengan sfera jejari 6mm—ditakrifkan sebagai benih ROls. Segmentasi hippocampal anterior-posterior adalah konsisten dengan kajian lain yang mengkaji pengaktifan berkaitan memori dalam julat umur yang luas(6.8-80.8tahun)dengan koordinat MNI y=-21 sepadan dengan penampilan uncus of gyrus parahippocampal (Langnes et al, 2019). Korelasi Pearson antara kursus masa min setiap ROI dan setiap voxel seluruh otak dikira pada tahap subjek tunggal, dan pekali korelasi telah diubah menggunakan transformasi z Fisher.

Untuk perbandingan kumpulan korelasi antara SUCCESS (pembelajaran dan perolehan yang betul) dan FC, kami melakukan analisis varians (ANOVA) dengan kovariat skor SUCCESS. umur, jantina, FSIQ dan FD. Kami juga melakukan analisis regresi berganda untuk setiap ( ASD dan TD) menggunakan pekali korelasi FC dan SUCCESS, mengambil umur, jantina, FSIO dan FD sebagai kovariat. Kami menggunakan ambang statistik untuk ralat bijak keluarga (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="">

Keputusan

Ciri-ciri peserta

Seperti yang ditunjukkan dalam Jadual 1, tidak terdapat perbezaan kumpulan yang ketara dalam umur (dua sampel ujian t, t(121)=0.94, p=0.35), FSIQ (varian tidak sama, t (61)=1.55, p{{10}}.13), atau FD (t(121)=0.39, p=0.7{ {33}}). Prestasi pembelajaran dan pengiktirafan Peserta dengan ASD mempunyai skor yang sama dengan mereka yang mempunyai TD dalam kedua-dua pembelajaran yang betul dan pengiktirafan yang betul, tetapi mempunyai skor yang lebih rendah sedikit daripada peserta dengan TD dalam pembelajaran kategori (Rajah 2). Kami mendapati tiada perbezaan kumpulan yang ketara dalam bilangan min pembelajaran yang betul (ASD: 41.6, TD: 40.0, t(121)=1.27, p=0.21), pengecaman betul (ASD: 7.7, TD: 7.7, t(121)=−0.12, p=0.91), atau pengecaman kategori (ASD: 3.1, TD: 2.9, t(121)=0.46, p=0.65). Hanya pengecaman salah kecil yang diperhatikan dalam kedua-dua kumpulan (ASD: 1.2, TD: 1.4). Kami tidak mengesan pembelajaran kategori yang lebih besar dalam TD berbanding ASD (ASD: 8.7, TD: 10.3, t(121)=−1.70, p=0.091).

Prestasi ingatan terperingkat (Rajah 3) menunjukkan kurang GAIN dalam peserta dengan ASD berbanding mereka yang mempunyai TD (ASD: 1.76 lwn TD: 2.50, t(102)=2.71, p=0 .008). Tiada perbezaan kumpulan yang ketara dalam ukuran lain (SUCCESS: t(121)=1.59, p=0.12; LUPA: t(121)=−0.36, p{ {19}}.72; REPUTAN: t(121)=0.21, p=0.8; dan PEMULIHAN: t(121)=0.84, p{{29} }.42). Kami menganalisis hanya korelasi antara skor SUCCESS dan kekuatan FC keadaan rehat kerana bilangan tindak balas yang kecil dan kekurangan varians dalam empat indeks yang lain.

Korelasi antara umur dan prestasi ingatan ditunjukkan dalam Jadual 2. Umur berkorelasi secara positif tetapi lemah (r > 0.2) dengan pembelajaran yang betul hanya pada remaja TD, menunjukkan peningkatan ingatan berkaitan usia, walaupun tiada perbezaan kumpulan yang ketara dalam korelasi antara umur dan prestasi ingatan diperhatikan.

Perbezaan kumpulan dalam korelasi antara FC keadaan rehat dan markah perolehan yang berjaya

Kanak-kanak TD menunjukkan korelasi yang lebih besar antara FC keadaan rehat dan SUCCESS daripada kanak-kanak ASD dalam rangkaian hippocampal kiri (Rajah 4). Rangkaian tersebut adalah seperti berikut: ROI hippocampus anterior kiri dan gyrus frontal inferior kiri, ROI hippocampus anterior kiri dan korteks prefrontal dorsolateral kiri, ROI hippocampus anterior kiri dan korteks cingulate posterior, dan ROI hippocampus posterior kiri dan korteks prefrontal medial (Jadual 3). Kanak-kanak ASD tidak menunjukkan FC keadaan rehat yang lebih besar daripada kanak-kanak TD dalam mana-mana rangkaian.

Korelasi antara FC keadaan rehat dan markah perolehan yang berjaya dalam setiap kumpulan

Dalam TD, kekuatan ketersambungan antara ROI hippocampal anterior kanan dan korteks occipitotemporal kiri dan antara ROI hippocampal anterior kanan dan korteks prefrontal dorsolateral kanan menunjukkan korelasi positif yang signifikan dengan skor perolehan yang berjaya (Rajah 5 dan Jadual 4). Pekali korelasi tersebut (Pearson's r) masing-masing ialah 0.45 dan 0.45, dan merupakan anggaran bukan bebas post hoc yang merupakan anggaran bulat dan berkemungkinan meningkat (Kriegeskorte et al., 2010).

Dalam ASD, kekuatan ketersambungan antara hippocampus posterior kiri dan lobule parietal inferior kiri dan antara hippocampus posterior kiri dan korteks cingulate posterior menunjukkan korelasi negatif yang ketara dengan skor perolehan yang berjaya (Rajah 6 dan Jadual 4). Pekali korelasi tersebut (Pearson's r) ialah −0.59 dan −0.64, masing-masing, dan merupakan anggaran bukan bebas post hoc seperti yang ditunjukkan di atas. Tiada korelasi penting lain dikesan.

Perbincangan

Belia ASD mempamerkan pembelajaran dan pengiktirafan gambar-nama yang setanding dengan belia TD, mencadangkan pengikatan visual-auditori yang utuh. Walaupun prestasi pembelajaran dan pengiktirafan setanding mereka, belia ASD menunjukkan keuntungan perolehan yang jauh lebih sedikit daripada rakan TD mereka. Peningkatan memori yang lebih sedikit menunjukkan ingatan tidak fleksibel dalam ASD. Oleh itu, pembelajaran atipikal pada zaman kanak-kanak boleh menjadi faktor yang dikaitkan dengan kognisi dan tingkah laku atipikal dalam ASD.

Ingatan hubungan mungkin melibatkan korelasi positif antara ingatan yang berjaya dan ketersambungan saraf di kalangan individu TD. FC keadaan rehat antara hippocampus anterior dan kawasan visual yang lebih tinggi selepas pembelajaran hubungan dikaitkan dengan prestasi perolehan yang lebih baik (Murty et al., 2017). Begitu juga, telah dilaporkan bahawa keadaan rehat hippocampal anterior FC boleh meramalkan memori bersekutu dengan lebih baik (Persson et al., 2018). Di kalangan orang dewasa muda yang sihat, hippocampus anterior kanan dan korteks prefrontal dorsolateral kanan terlibat dalam pengambilan semula yang berjaya (Hashimoto et al., 2011). Sehubungan dengan ini, rangkaian hippocampal anterior mungkin dikaitkan dengan kematangan ingatan (Demaster & Ghetti, 2013).

Dalam kajian kami, prestasi ingatan yang berjaya dikaitkan secara positif dengan rangkaian hippocampal anterior kanan dalam TD, manakala ia dikaitkan secara negatif dengan rangkaian hippocampal anterior kiri dalam ASD. Kami mengesan tiada korelasi positif dengan rangkaian hippocampal dalam ASD. Penemuan kami bahawa FC lebih rendah dalam rangkaian hippocampal kiri belia ASD berbanding belia TD adalah konsisten dengan laporan sebelumnya yang mengenal pasti FC lemah secara global dalam belia ASD (Yerys et al., 2017). Pada orang dewasa yang sihat, hippocampus kanan bersambung dengan rangkaian teragih, manakala hippocampus kiri disambungkan dengan kawasan limbik depan (Robinson et al., 2016). Asimetri kanan-kiri dalam pembangunan volum hippocampal, kedua-duanya dalam TD dan ASD, telah dilaporkan (Reinhardt et al., 2020). Penglateralan fungsional hippocampus boleh terlibat dalam pembangunan ingatan pada kanak-kanak TD dan perkembangan atipikal dalam penglateralan hippocampus mungkin dikaitkan dengan masalah individu ASD dengan interaksi sosial, komunikasi, dan tingkah laku yang tidak fleksibel.

Selain itu, ketersambungan yang berkurangan yang jelas dalam rangkaian hippocampal kiri individu ASD mencadangkan penggunaan sistem memori tempatan, yang mungkin dikaitkan dengan ingatan bukan hubungan. Penggunaan bebas kawasan hippocampus anterior kiri dan kawasan parietal juga boleh menjelaskan hasil ingatan yang berjaya peserta ASD kami. Pengasingan rangkaian untuk mendapatkan semula maklumat yang kompleks dan berkaitan, termasuk ingatan berkaitan diri (Sheldon et al., 2016), mungkin meningkatkan ingatan bersekutu mudah (nama gambar) dalam remaja ASD. Memandangkan peningkatan ingatan mereka yang lebih rendah dalam ujian pengecaman, belia ASD dalam kajian ini mungkin telah menggunakan pembelajaran berasaskan item atau pengikatan mudah dan bukannya strategi ingatan seperti pembelajaran hubungan (Wojcik et al., 2018). Peningkatan berkaitan usia yang lebih rendah dalam pembelajaran dan pengiktirafan dalam individu ASD mungkin menunjukkan pergantungan mereka pada proses ingatan asas, mudah dan awal yang dibangunkan.

Kami memerhatikan peningkatan ingatan yang jauh lebih sedikit dalam kumpulan ASD berbanding kumpulan TD kerana prestasi pembelajaran dan pengambilan mereka adalah setanding. Walaupun tahap peluang kedua-dua kategori pembelajaran dan pengiktirafan adalah tinggi, perbezaan kumpulan dikesan hanya dari segi keuntungan. Pembelajaran hubungan yang rendah dan pengambilan semula yang tidak fleksibel pada zaman kanak-kanak boleh meningkatkan tingkah laku yang terhad dan berulang pada pesakit dengan ASD (Gaigg et al., 2015; Lopez et al., 2005; Wojcik et al., 2018). Keupayaan pelaziman dan generalisasi yang lebih rendah mungkin dikaitkan dengan ciri ingatan pesakit. Sementara itu, memori item yang kuat boleh mengimbangi ingatan hubungan yang lemah pada kanak-kanak dengan ASD, yang boleh membantu dengan pembangunan prestasi yang tidak dapat dilupakan yang setanding dengan kanak-kanak TD.

Had

Had pertama kami ialah kami tidak menggunakan kriteria pengecualian yang lebih ketat (FD > 0.2mm) untuk pergerakan kepala kerana ini akan mengurangkan lagi saiz sampel (Satterthwaite et al., 2012). Walau bagaimanapun, kriteria kami konsisten dengan kajian ASD sebelumnya (Falahpour et al., 2016; Gao et al., 2019). Batasan lain ialah perbezaan jantina dalam kedua-dua pembangunan rangkaian ASD dan hippocampal mungkin mewakili faktor yang mengelirukan dalam kajian ini (Lai et al., 2017; Riley et al., 2018). Tahap peluang tinggi bagi kedua-dua pembelajaran kategori dan pengecaman kategori boleh menjejaskan kebolehpercayaan GAIN dan DECAY, walaupun tahap yang jauh lebih tinggi daripada peluang dalam kedua-dua ujian pengecaman segera dan tertunda yang betul mencadangkan tindak balas rawak yang lebih sedikit. Akhir sekali, sebagai tambahan kepada skor SUCCESS, skor DECAY dan GAIN yang lebih rendah (mewakili lebih sedikit perubahan memori) boleh menunjukkan ingatan tegar; bagaimanapun, bilangan tindak balas yang kecil dalam kajian ini mengekang penilaian korelasi saraf tersebut.

Kesimpulan

Pembelajaran dan pengecaman pasangan nama gambar adalah utuh pada kanak-kanak dengan ASD, tetapi individu ini menunjukkan perubahan ingatan yang lebih sedikit daripada rakan sebaya TD mereka. Sistem ingatan tempatan yang tidak bergantung pada rangkaian hippocampal pada tahap yang tinggi mungkin terlibat dalam ingatan tegar dalam ASD, dan pemprosesan memori yang bebas konteks dan kurang hubungan mungkin dikaitkan dengan peningkatan memori yang lebih sedikit dalam individu ini. Ciri-ciri ingatan atipikal dalam individu ASD ini mungkin membesar-besarkan tingkah laku mereka yang tidak fleksibel dalam sesetengah situasi, atau—sebaliknya—tingkah laku atipikal mereka boleh mengakibatkan ingatan yang tegar dan kurang bersambung. Sehubungan dengan ini, penemuan kami boleh meningkatkan pemahaman kami tentang perkembangan ingatan pada individu yang mempunyai ASD. Strategi dan mekanisme pembelajaran yang terhasil mungkin menarik minat pendidik, ibu bapa dan individu yang mempunyai ASD, yang mungkin boleh memanfaatkan cerapan ini selepas itu untuk meningkatkan keberkesanan pendidikan khas.