Perbezaan Neuroanatomi dalam Sistem Ingatan Kecerdasan Intelek Dan Perkembangan Biasa

Hubungi:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Abstrak

Pengenalan: Mempelajari penanda neuro-struktur bagi kecerdasan intelek (IG) akan memaklumkan pemahaman saintifik tentang proses membantu kanak-kanak cemerlang dalam akademik. Kaedah: MRI berwajaran struktur dan penyebaran digunakan untuk membandingkan bentuk otak serantau dan ketersambungan 12 kanak-kanak dengan purata IQ purata tinggi dan 18 kanak-kanak IG, ditakrifkan sebagai mempunyai IQ lebih daripada 145. Keputusan: IG mempunyai struktur subkortikal yang lebih besar dan putih yang lebih teguh organisasi mikrostruktur antara struktur tersebut di kawasan yang berkaitan dengan ingatan eksplisit. TD mempunyai lebih banyak bersambung, struktur subkortikal yang lebih besar di kawasan yang berkaitan dengan ingatan tersirat. Kesimpulan: Didapati bahawa sistem ingatan dalam otak kanak-kanak yang mempunyai kebolehan intelek yang luar biasa adalah berbeza saiz dan disambungkan berbanding dengan otak kanak-kanak yang sedang membangun. Trajektori perkembangan saraf yang berbeza ini mencadangkan strategi pembelajaran yang berbeza. Spektrum jenis kecerdasan dibayangkan, difasilitasi oleh nisbah berbeza sistem tersirat dan eksplisit, yang telah disahkan menggunakan set data luaran yang besar.

KATA KUNCI ketersambungan, kepintaran intelek, strategi pembelajaran, sistem ingatan, neuroanatomi

Cistanchebolehmerawat Alzheimer

Taylor Kuhn

Robin Blades

Lev Gottlieb

Kendra Knudsen

Christopher Ashdown

Laurel Martin-Harris

Dara Ghahremani

Bianca H. Dang

Robert M. Bilder

Susan Y. Bookheimer

Jabatan Psikiatri dan Sains Biobehavioral, UCLA, 635 Charles E Young Dr, Selatan, Los Angeles, CA 90025, Amerika Syarikat

PENGENALAN

Walaupun kebolehan pembelajaran dan ujian mereka yang luar biasa, kami tahu sedikit tentang bagaimana sistem pembelajaran dan ingatan dalam otak "berbakat" secara intelek berkembang dan berfungsi. Kanak-kanak yang mempunyai intelek yang luar biasa biasanya mempunyai fungsi ingatan yang lebih cekap, pangkalan pengetahuan yang lebih besar dan lebih tersusun, dan mampu menggunakan strategi kognitif yang lebih kompleks yang bergantung pada ingatan dan struktur semantik ini untuk menyelesaikan masalah dengan lebih cepat atau pada usia yang lebih awal daripada biasanya berkembang ( TD) kanak-kanak (Ali et al., 2003, Athanasakis et al., 2014, Colom et al., 2004, Davidson, 1986). Oleh itu, mereka dapat membuat generalisasi pengetahuan merentas domain, membuat lonjakan intuitif (Desco et al., 2011), dan secara spontan menggunakan pembelajaran terpilih serta membandingkan dan mengintegrasikan maklumat semasa penyelesaian masalah (Duncan et al., 2000). Kanak-kanak "berbakat" menggunakan strategi kognitif yang lebih kompleks untuk menyelesaikan masalah dengan lebih cepat atau pada usia lebih awal daripada kanak-kanak TD (Ali et al., 2003, Athanasakis et al., 2014, Colom et al., 2004, Davidson, 1986), dan asas bagi kebanyakan kemahiran kognitif lanjutan ini nampaknya adalah sistem ingatan mereka. Kajian terdahulu telah menunjukkan peningkatan global yang berkaitan dengan usia dalam ketebalan kortikal, terutamanya dalam integriti eksekutif bahan putih yang menghubungkan kawasan hadapan dan parietal dalam kanak-kanak berbakat (Geake & Hansen, 2005, Gerig et al., 2001).

Di samping itu, bukti untuk trajektori perkembangan saraf yang dipertingkatkan atau berbeza telah ditemui pada kanak-kanak berbakat matematik, yang otaknya mempunyai kecenderungan untuk menggunakan sistem frontotemporal hemisfera kanan secara terpilih dan berjaya yang membolehkan mereka melakukan prestasi yang sangat baik (O'Boyle et al., 1990, O'Boyle et al., 1995, O'Boyle et al., 2005, Packard & Knowlton, 2002, Pesenti et al., 2001). Namun, daripada beberapa kajian sedia ada, tiada satu pun yang memberi tumpuan kepada sistem ingatan. Kami masih kehilangan maklumat kritikal yang mungkin asas untuk memahami mekanik sistem penyepaduan maklumat mereka, seperti bentuk serantau dan sambungan rangkaian pembelajaran saraf. Dua sistem ingatan selari sangat diminati apabila mengkaji perkembangan saraf. Pembelajaran tersirat menerangkan pembelajaran automatik tugas sosial, linguistik dan prosedur yang diperoleh dan digunakan tanpa usaha sedar. Mekanisme ini membolehkan kanak-kanak mencipta ayat yang betul dari segi tatabahasa dan memahami norma sosial, seperti hubungan mata tanpa arahan yang jelas (Gonring et al., 2017).

Explicit learning involves an intentional, conscious effort to retain or access information, for example, reminiscing on old memories or reciting memorized facts. Implicit learning is essential in the early stages of neurodevelopment, whereas adults depend more on explicit memory, likely because a rule-based approach is faster, easier to communicate, and leads to all-or-none mastery (Gray et al., 2003). In typical development, the subcortical structures that enable implicit learning (e.g., striatum) are developed in the first year of life, while explicit memory structures (e.g., hippocampus) take longer to mature. Here, we investigated the neuroanatomy underlying these two parallel memory systems, explicit and implicit memory, in two samples. First, we examined subjects specifically recruited for being highly intellectually gifted (IQ >145) bersama kanak-kanak TD. Kami menggunakan kaedah MRI dan neuropsikologi berwajaran struktur dan penyebaran untuk membandingkan bentuk otak serantau dan ketersambungan 12 kanak-kanak dengan purata IQ purata hingga tinggi (90–130, min=124 ± 10.9; umur=10.7 ± 1.86; 58 peratus perempuan) dan 18 dengan IQ tinggi (145–170, min=153 ± 11.4; umur=10.2 ± 2.02; 56 peratus perempuan). Kemudian, kami menguji heuristik yang dibangunkan dalam sampel ini pada pangkalan data luaran yang besar untuk cuba mengesahkan dan mengembangkan penemuan.

bina badan cistanche

2 KAEDAH

2.1 Peserta

Peserta termasuk 18 kanak-kanak berbakat intelek (disahkan oleh ujian neurokognitif), kesemuanya memaparkan profil intelek yang seimbang (matematik, lisan, visuomotor, ingatan/penumpuan dan pertimbangan/penaakulan) dan 12 kanak-kanak yang biasanya sedang berkembang. Semua prosedur adalah mengikut Deklarasi Helsinki, disemak dan diluluskan oleh Lembaga Semakan Institusi Universiti California, Los Angeles (UCLA) sebelum pendaftaran dan semua peserta memberikan persetujuan termaklum bertulis. Para peserta telah diambil dari sekolah Los Angeles tempatan dan program selepas sekolah, termasuk sekolah dan program untuk pelajar yang sangat berbakat. Semua peserta melengkapkan persetujuan/persetujuan bertulis secara bertulis. Kelayakan untuk kajian ini ditentukan pada lawatan pertama berikutan pentadbiran ujian IQ piawai (Stanford Binet 5 (Huang-Pollock et al., 2011)). Kecerdasan luar biasa ditakrifkan sebagai IQ Lebih daripada atau sama dengan 145. Umur, bangsa dan padanan jantina lazimnya membangunkan kanak-kanak yang sihat dengan IQ Lebih daripada atau sama dengan 90 dan Kurang daripada atau sama dengan 145 tanpa sejarah perhatian, bahasa atau pembelajaran gangguan juga telah diambil. Peserta kajian yang berpotensi dikecualikan daripada kajian jika mana-mana kriteria pengecualian ini dipenuhi: sejarah kecederaan kepala, gangguan sawan, atau gangguan neurologi atau psikiatri yang lain; kecelaruan bahasa masa lalu atau semasa, kecelaruan kurang perhatian dan hiperaktif, kecelaruan tingkah laku, kecelaruan obsesif-kompulsif, kecelaruan spektrum autisme atau kebergantungan dadah; penempatan semasa/lalu dalam kelas pendidikan khas atau IQ Kurang daripada atau sama dengan 84; kontraindikasi untuk MRI (cth, implan logam, perentak jantung, pendakap atau logam lain yang dilekatkan pada kepala, dan kehamilan).

2.2 Perbandingan demografi kumpulan

Faktor demografi (cth, umur, pendidikan) antara kumpulan IG dan TD dibandingkan menggunakan analisis varians sehala (ANOVA). Perbezaan kumpulan dalam faktor dikotomi (cth, jantina, etnik,) dinilai menggunakan analisis khi kuasa dua. Kami menggunakan p <.05 sebagai="" potongan="" kami="" untuk="" kepentingan="" statistik="" untuk="" analisis="" demografi="">

2.3 Ujian neuropsikologi

Semua peserta melengkapkan ukuran neuropsikologi piawai (Stanford-Binet 5; Huang-Pollock et al., 2011) yang direka untuk menguji IQ dengan siling tinggi (IQ=170) yang membolehkan pengiraan IQ dalam peserta yang sangat berbakat intelek. 2.4 Pemerolehan MRI Semua data pengimejan neuro dikumpul menggunakan 12-gegelung kepala saluran pada pengimbas MRI 3T Siemens Tim Trio (Penyelesaian Perubatan Siemens, Erlangen, Jerman) yang ditempatkan di Pusat UCLA Staglin IMHRO untuk Neurosains Kognitif. Imbasan berwajaran MP-RAGE T{{1{{20}}}}struktural telah diperoleh dengan 120–1.0 hirisan sagital mm, FOV=256 mm (AP) × 192 mm (FH), matriks=256–192, TR=450.0 ms, TE=10.0 ms, sudut flip { {23}}, saiz voxel=1.0 mm × 0.94 mm × 0.94 mm. Data DTI diperoleh menggunakan pengimejan satah spin-gema satu tangkapan (EPI) dan menggunakan parameter berikut: TR=8400 ms; TE=91 ms; 1282 matriks, FOV=256 mm, b=1000 s/mm2, NEX=1, 64 keping, ketebalan kepingan 2 mm, langkau 0 mm, PAT=2. Penyebaran dikumpulkan dalam 64 arah (b=1000 s/mm2) dengan 4 imej dengan b=0 s/mm2. Semua imej dikawal kualiti dan diperiksa secara visual sebelum dipraproses dan dianalisis.

2.5 Pemprosesan dan analisis bentuk subkortikal 3D morfometrik T1-imbasan anatomi berwajaran telah dikumpulkan untuk semua peserta. Menggunakan Pustaka Perisian FMRIB versi 6.0 (Kalbfleisch, 2004) (FSL) data T1 dijalankan melalui protokol pembahagian subkortikal berasaskan model automatik (FSL FIRST (Kuhn et al., 2017)) menggunakan sempadan kaedah pembetulan. Fail puncak dan bar bagi kawasan subkortikal yang dibahagikan secara automatik (ROI; yang termasuk amygdala, nukleus accumbens, caudate, hippocampus, pallidum, putamen, dan talamus) di hemisfera kiri dan kanan kemudiannya diperiksa secara visual untuk kualiti. Fail puncak akhir untuk struktur subkortikal tersegmen telah disatukan antara kumpulan dan dalam kumpulan. Semua ROI yang dibahagikan secara automatik untuk setiap peserta diselaraskan dengan ruang standard yang sama.

Setiap bucu menyediakan data mengenai lokasi permukaan ROI pada titik yang sama dalam ruang untuk setiap peserta. Untuk melakukan analisis kumpulan, setiap data peserta telah didaftarkan ke ruang standard supaya setiap bucu dijajarkan ke titik yang sama dalam ruang untuk perbandingan kumpulan. Purata permukaan sampel digunakan sebagai sasaran untuk penjajaran ini. Nilai puncak skalar ini kemudiannya dianalisis menggunakan analisis statistik parametrik untuk menyiasat hubungan antara kumpulan (IQ vs. TD) dan bentuk setiap struktur subkortikal. Analisis ini dilakukan pada setiap puncak menggunakan simulasi Monte Carlo dalam skrip rawak FSL (Kyllonen & Christal, 1990, Mills & Tissot, 1995). Regresi menilai hubungan jarak jejarian pada setiap bucu dengan pembolehubah minat (iaitu, penetapan kumpulan, IQ). Saluran paip pemprosesan berbilang langkah dan dikawal kualiti digunakan untuk membetulkan pelbagai sumber artifak dan semua keputusan telah diperbetulkan untuk berbilang perbandingan (q > .05) menggunakan kadar penemuan palsu (FDR) (Na et al., 2007).

2.6 Pemprosesan dan analisis struktur mikro jirim putih

Saluran paip pemprosesan DWI rutin telah dijalankan menggunakan FSL v 6.0 (Kalbfleisch, 2004), melibatkan pengekstrakan otak, pembetulan herotan arus pusar dan pemasangan gerakan dan tensor. Metrik DWI bagi struktur mikro jirim putih, anisotropi pecahan (FA) dan min difusitiviti (MD) telah dikira untuk setiap peserta. Analisis telah dijalankan menggunakan Statistik Spatial Berasaskan Tract (TBSS) (Navas-Sánchez et al., 2014), satu kaedah yang membolehkan soal siasat statistik bijak voxel bagi metrik DWI di sepanjang trak minat WM (TOI). TOI diperoleh daripada atlas White Matter Universiti John Hopkins (Neihart et al., 2002) dan termasuk dua hala: sinaran thalamic anterior (ATR), fasciculi occipital hadapan inferior (IFO), fasciculus longitudinal inferior (ILF), fasciculus longitudinal superior (SLF). ), uncinate fasciculus (UNC), cingulate bundle (CGC), hippocampal (HC) white matter, serta forceps major dan forceps minor. Analisis statistik parametrik menyiasat perbezaan antara kumpulan dalam mikrostruktur WM (FA dan MD). Analisis korelasi menyiasat hubungan antara IQ dan FA/MD. Keputusan TBSS telah diperbetulkan untuk pelbagai perbandingan dengan peningkatan kluster bebas ambang-TFCE (O'Boyle, 2008)).

2.7 Pengesahan volumetrik heuristik eksplisit/tersirat menggunakan set data luaran

Sampel semasa tidak termasuk kanak-kanak yang mempunyai skor IQ di bawah purata hingga terjejas atau sebarang keadaan perkembangan saraf yang tidak tipikal, seperti gangguan hiperaktif kekurangan perhatian (ADHD) atau autisme. Oleh itu, kami berusaha untuk menguji heuristik catuan eksplisit/implisit dalam set data luaran yang besar yang merangkumi rangkaian trajektori pembangunan yang lebih luas ini. Oleh itu, projek Adolescent Brain and Cognitive Development (ABCD) (UCLA PI: Bookheimer) telah digunakan sebagai set data luaran untuk cuba mengesahkan heuristik catuan eksplisit hingga tersirat yang diperoleh daripada analisis remaja berbakat (diterangkan dalam Bahagian 3). Umur, jantina, skor fungsi kognitif global daripada Kotak Alat Institut Kesihatan Nasional (NIH) serta volum struktur subkortikal telah disusun daripada semua peserta ABCD yang tersedia. Jumlah kawasan otak (ingatan eksplisit) yang didapati jauh lebih besar dalam kumpulan IG dijumlahkan untuk mencipta komponen otak memori eksplisit. Jumlah kawasan otak (ingatan tersirat) yang didapati lebih besar dalam kumpulan TD telah dijumlahkan untuk mencipta komponen otak ingatan tersirat. Kemudian, pembolehubah nisbah eksplisit/implisit dikira dengan membahagikan komponen otak ingatan eksplisit dengan komponen otak ingatan tersirat. Analisis korelasi kemudiannya dikira menilai hubungan antara nisbah otak memori eksplisit/implisit ini dan prestasi kognitif global seperti yang diukur oleh Kotak Alat NIH. Memandangkan format data ABCD disediakan (iaitu, nilai yang diekstrak dalam hamparan dan bukannya data MRI mentah), kami tidak dapat menjalankan analisis bentuk. Walau bagaimanapun, kami dapat menjalankan analisis volum. Yang penting, analisis bentuk adalah lebih spesifik serantau dan lebih sensitif daripada analisis volum (Rogers, 1986). Oleh itu, kesan yang terdapat dalam analisis volum akan hadir dalam analisis bentuk, walau bagaimanapun, keputusan analisis bentuk mungkin wujud apabila analisis volum tidak cukup sensitif untuk mengesan perubahan (Rota et al., 2009). Oleh itu, replikasi heuristik yang berjaya menggunakan data volumetrik ABCD harus secara berkesan mereplikasi penemuan bentuk daripada sampel awal di sini.

3 KEPUTUSAN

3.1 Perbandingan kumpulan demografi

Kumpulan IG dan TD tidak berbeza secara ketara dalam umur, tahun pendidikan, etnik atau jantina (semua p >.05). Kumpulan IG (153 ± 11.4) mempunyai IQ yang jauh lebih tinggi daripada kumpulan TD (128 ± 10.9, p <.01; jadual="" 1).="" kumpulan="" ig="" terdiri="" daripada="" profil="" intelektual="" yang="" "seimbang".="" semua="" peserta="" berbakat="" berada="" di="" peringkat="" dewasa="" unggul="" 1="" atau="" lebih="" tinggi="" untuk="" kemahiran="" matematik="" dan="" lisan,="" dengan="" satu="" pengecualian.="" seorang="" peserta="" berbakat="" berada="" pada="" tahap="" di="" atas="" purata="" untuk="" "perbendaharaan="" kata="" dan="" kefasihan="" verbal"="" dan="" dewasa="" unggul="" 1="" untuk="" "penaakulan="" aritmetik."="" peserta="" yang="" sama="" turut="" menguji="" di="" peringkat="" superior="" dewasa="" 3="" untuk="" penghakiman="" dan="" penaakulan.="" oleh="" itu,="" semua="" peserta="" ig="" kelihatan="" seimbang="" dalam="" penguasaan="" matematik="" dan="">

3.2 Bentuk subkortikal

Puncak yang lebih besar ditemui dalam hippocampi dua hala dan putamen kanan IG manakala bucu yang lebih besar ditemui di amigdala kiri, caudate kanan, dan accumbens nukleus dua hala dalam TD. Secara khusus, IG membuktikan bucu yang lebih besar di kepala HC kiri, badan HC kanan, dan ekor HC dua hala serta kawasan posterior putamen kanan. TD membuktikan bucu yang lebih besar secara meluas di seluruh accumbens dua hala, terutamanya dalam badan caudate kanan dan dalam nukleus centromedia amigdala kiri. Di seluruh sampel, IQ dikaitkan dengan bucu yang lebih besar dalam ekor HC dua hala (Rajah 2).

3.3 Struktur mikro jirim putih

FA dalam jirim putih ATR kanan dan ekor HC kanan (iaitu, fornix) adalah lebih tinggi dengan ketara (.001 < p=""><.05) dalam="" kumpulan="" ig="" berbanding="" kawalan.="" md="" adalah="" jauh="" lebih="" rendah="" dalam="" atr="" dua="" hala,="" hc,="" dan="" unc="" dalam="" kumpulan="" ig="" berbanding="" dengan="" kawalan.="" secara="" khusus,="" keputusan="" md="" didapati="" dalam="" peratusan="" kanan="" yang="" lebih="" tinggi="" berbanding="" dengan="" hemisfera="" kiri.="" keputusan="" md="" juga="" ditemui="" di="" kawasan="" yang="" berbeza="" bergantung="" pada="" hemisfera.="" dalam="" hc,="" keputusan="" hemisfera="" kanan="" ditemui="" berhampiran="" ekor="" hc="" (iaitu,="" fornix),="" dan="" keputusan="" kiri="" ditemui="" dalam="" badan="" hc="" (iaitu,="" kawasan="" ca).="" di="" unc,="" penemuan="" lebih="" rendah="" di="" hemisfera="" kiri.="" di="" seluruh="" sampel,="" fa="" secara="" signifikan="" berkorelasi="" positif="" dengan="" iq="" dalam="" dua="" hala="" (kanan="" lebih="" daripada="" hemisfera="" kiri)="" atr="" dan="" hc="" kanan.="" selanjutnya,="" md="" berkorelasi="" negatif="" dengan="" iq="" dalam="" atr="" dua="" hala="" (kanan="" lebih="" besar="" daripada="" kiri),="" hc="" kiri,="" unc="" kiri,="" berkas="" cingulate="" kiri,="" dan="" ilf="" kiri="" (rajah="" 1="" dan="">

3.4 Pengesahan heuristik eksplisit/implisit menggunakan set data luaran

Set data ABCD terdiri daripada 7652 peserta (min umur=119 ± 7.5 bulan; 62.9 peratus perempuan) dengan semua data yang diperlukan untuk kajian ini. Nisbah ingatan eksplisit/implisit adalah positif dengan ketara berkaitan prestasi kognitif global (r=0.23, p < 0.05)="" serta="" prestasi="" kognitif="" global="" kuadratik="" (r="." 022,="" p=""><.05) (rajah="" 4).="" regresi="" hierarki="" berperingkat="" menggunakan="" prestasi="" kognitif="" global="" linear="" dan="" kuadratik="" menghasilkan="" model="" akhir="" [f="" (2,="" 7652)="4.50," p=".011)" termasuk="" prestasi="" kognitif="" global="" kuadratik="" (="" {{20}="" }.24,="" p=".04)" sebagai="" peramal="" ketara="" nisbah="" eksplisit/tersirat.="" memandangkan="" analisis="" bentuk="" adalah="" lebih="" sensitif="" daripada="" analisis="" volum,="" penemuan="" ini="" menggunakan="" volumetrik="" dalam="" set="" data="" abcd="" juga="" harus="" diterjemahkan="" kepada="" analisis="" bentuk="" (yang="" tidak="" mungkin="" dilakukan="" memandangkan="" format="" data="">

Regresi yang sama telah dijalankan menggunakan langkah kognisi global untuk meramalkan pembolehubah komposit yang terdiri daripada FA bagi bahan putih ATR dan HC. Terdapat hubungan kuadratik yang signifikan [F (2, 7562)=13.17, p < .0001]="" antara="" kognisi="" global="" (="-0.034," p="">< .001)="" dan="" pembolehubah="" komposit="" terdiri="" daripada="" fa="" atr="" kanan="" dan="" jirim="" putih="" hc.="" akhirnya,="" regresi="" berperingkat="" meramalkan="" pembolehubah="" komposit="" yang="" terdiri="" daripada="" md="" unc,="" bahan="" putih="" hc,="" dan="" atr.="" skor="" kognitif="" global="" kuadratik="" (="0.12," p=""><.001) secara="" signifikan="" meramalkan="" pembolehubah="" md="" komposit="" ini="" [f="" (2,="" 7562)="15.31," p=""><>

bina badan cistanche

4. PERBINCANGAN

Penyiasatan ini mendapati bahawa terdapat pemisahan berganda antara saiz dan ketersambungan dua sistem ingatan yang berasingan apabila membandingkan kanak-kanak berbakat intelek dan rakan TD mereka. Berbanding dengan kumpulan TD, kanak-kanak berbakat mempunyai struktur subkortikal yang lebih besar dan organisasi mikrostruktur bahan putih yang lebih berkaitan antara struktur di kawasan yang dikaitkan dengan ingatan eksplisit dan IQ: hippocampus dua hala dan putamen kanan. Khususnya, putamen, mungkin melalui penyepaduan sambungan dengan korteks prefrontal, dan subregion hippocampus yang dikaitkan dengan pembelajaran baru dan integrasi maklumat (dentate gyrus dan CA3) adalah lebih besar pada kanak-kanak berbakat intelek (Rajah 1 dan 2). Integriti ketara sambungan jirim putih antara kawasan ini adalah konsisten dengan asas anatomi untuk kecenderungan yang wujud untuk kanak-kanak berbakat intelek untuk belajar, menyepadukan dan menggunakan maklumat eksplisit dengan pantas dan cekap. Selanjutnya, penemuan ini mungkin berkaitan dengan kecenderungan untuk kanak-kanak berbakat untuk menunjukkan tahap motivasi intrinsik yang lebih tinggi untuk membaca, berfikir dan menghabiskan masa bersendirian. Menariknya, biasanya kanak-kanak yang sedang membangun mempunyai struktur subkortikal yang lebih bersambung dan lebih besar di kawasan yang berkaitan dengan ingatan tersirat: striatum (iaitu, caudate, nucleus accumbens) dan amygdala (Rajah 2; Haier et al., 1988).

Pemisahan berganda ini menunjukkan bahawa kanak-kanak berbakat intelek dan biasanya sedang berkembang mungkin mempunyai trajektori perkembangan saraf yang berbeza secara semula jadi yang dimediasi oleh strategi pembelajaran yang berbeza. Penemuan ini membawa kami untuk membayangkan spektrum jenis kecerdasan yang luas, sebahagiannya difasilitasi oleh nisbah yang berbeza bagi pembangunan sistem tersirat dan eksplisit. Ingatan eksplisit dan tersirat menduduki kawasan otak yang berbeza dan mencipta rangkaian pembelajaran yang bebas, walaupun saling berkaitan. Disebabkan oleh sumber yang terhad dan hartanah terhingga di dalam otak, mungkin terdapat pertukaran antara membangunkan sistem ingatan tersurat dan tersirat.

Perbezaan yang kami temui mungkin mencerminkan taburan besar variasi sistem memori, dengan TD dan kanak-kanak berbakat mewakili niche yang paling berfungsi (Rajah 3). Penemuan dari otak keajaiban matematik sebelum ini dipostulatkan untuk didorong oleh pengekodan dan pengambilan memori episod yang sangat cekap (Scharnowski et al., 2015). Untuk ini menjadi kenyataan, struktur ingatan episodik, serta sistem lobus hadapan yang terlibat dalam perhatian dan pengambilan semula, akan diperlukan. Kajian ini hanya melaporkan bahawa: struktur memori episodik yang besar dan bersambung kukuh dan saluran jirim putih hadapan (cth, ATR).

Penemuan ATR juga konsisten dengan pelbagai kerja terdahulu yang mendapati bahawa kecerdasan tinggi dikaitkan dengan penglibatan rangkaian otak prefrontal dan cingulate (Kuhn et al., 2017, Schmithorst et al., 2005), serta kerja sebelumnya yang mendapati bahawa otak berbakat matematik mempunyai FA yang lebih tinggi dalam corpus callosum dan saluran persatuan yang menghubungkan lobus hadapan ke struktur ganglia basal, termasuk ATR, dan saluran frontotemporal/parietal, termasuk UNC (Shaw et al., 2006).

Kawasan otak dua hala yang dipertingkatkan yang terdapat di sini adalah selaras dengan penemuan terdahulu yang menunjukkan bahawa kawasan otak dua hala yang unik diaktifkan oleh kanak-kanak pramatang secara matematik semasa tugas putaran mental (Squire et al., 1993, Weiskopf, 2012). Di samping itu, kecenderungan penemuan untuk disejajarkan adalah selaras dengan penemuan terdahulu yang menunjukkan bahawa sisi hemisfera, terutamanya hemisfera kanan, serta penyelarasan yang dipertingkatkan di dalam dan di antara kawasan otak, adalah asas saraf yang penting dalam kebolehan intelektual (O'Boyle et al., 1995).

Akhirnya, keputusan merentasi keseluruhan sampel yang mencadangkan IQ dikaitkan dengan metrik DTI dalam ATR, HC, dan UNC adalah selaras dengan penemuan sebelumnya dalam kajian kebolehan matematik (Shaw et al., 2006), yang melaporkan corpus callosum, fornix , dan korelasi metrik DTI saluran persatuan dengan kecerdasan. Hubungan bahan putih-IQ ini berpotensi didorong, sekurang-kurangnya sebahagiannya, oleh plexin keluarga gen, yang baru-baru ini ditemui dalam kajian persatuan seluruh genom untuk meramalkan IQ (Winberg et al., 1998). Plexins diketahui dikaitkan dengan bimbingan pembangunan akson (Worzfeld & Offermanns, 2014), ketersambungan saraf (Zabaneh et al., 2018), dan penjanaan semula (Zhang et al., 2017), dan dengan itu mungkin berkaitan dengan putih penemuan perkara dalam kumpulan IG kami.

RAJAH 1 Statistik spatial berasaskan saluran mendedahkan peningkatan patensi mikrostruktur bahan putih dalam kecerdasan intelektual berbanding kanak-kanak yang biasanya berkembang di kawasan ingatan eksplisit

RAJAH 2 Analisis bentuk mendedahkan bentuk yang lebih besar dalam kawasan ingatan eksplisit dalam kawasan ingatan berbakat intelek dan tersirat dalam biasanya kanak-kanak yang sedang membangun.

Sampel pertama ini tidak termasuk kanak-kanak yang mempunyai skor IQ di bawah purata hingga terjejas atau sebarang keadaan perkembangan saraf yang tidak tipikal, seperti ADHD atau autisme. Kumpulan ini mungkin terletak di hujung spektrum yang lebih jauh, di mana ingatan eksplisit atau tersirat mungkin kurang berkembang atau terlalu berkembang sehingga memudaratkan. Oleh itu, kami kemudiannya mereplikasi analisis ini dalam sampel yang lebih besar yang termasuk kanak-kanak dengan skor IQ di bawah purata hingga terjejas dan beberapa perbezaan perkembangan (cth, ADHD). Kami menguji heuristik eksplisit/implisit ini menggunakan set data luaran yang besar: projek ABCD (N=7652). Selaras dengan hipotesis kami, kami mendapati hubungan kuadratik yang signifikan antara heuristik eksplisit/implisit dan IQ. Replikasi penemuan awal kami ini menunjukkan bahawa sebenarnya mungkin terdapat keseimbangan perkembangan sistem ingatan tersirat dan eksplisit yang boleh dinyatakan secara fenotip dengan profil kognitif yang berbeza.

Penyelidikan masa depan mungkin ingin menyiasat perkembangan relatif struktur tersirat dan eksplisit dalam populasi lain, seperti yang telah diterokai secara menyeluruh dalam gangguan neurodegeneratif seperti penyakit Alzheimer (anatomi dan kemahiran ingatan eksplisit yang merosot dengan ingatan tersirat yang dipelihara) dan penyakit Parkinson (anatomi ingatan tersirat yang merosot. dan kemahiran dengan ingatan eksplisit yang dipelihara). Mengenal pasti penanda struktur dan fungsi kebolehan akan membantu kami memahami sistem yang lebih mendalam yang membolehkan kanak-kanak belajar di dalam dan di luar persekitaran sekolah. Kedua-dua pembelajaran tersirat dan eksplisit adalah penting, dan defisit sama ada boleh membawa kepada masalah sosial, akademik dan profesional. Walaupun kanak-kanak "berbakat" mendapat markah yang baik dalam ujian IQ, ramai juga mengalami masalah pembelajaran yang menghalang mereka dalam tugasan berasaskan pembelajaran yang tidak eksplisit, dan kebanyakan kanak-kanak TD boleh mendapat manfaat daripada perkembangan pembelajaran yang lebih jelas (Hayden et al., 2020). Kajian ini memberikan sedikit gambaran tentang cara intervensi masa hadapan boleh menyasarkan sistem eksplisit atau tersirat untuk memaksimumkan pembelajaran merentas spektrum perkembangan. Kami mungkin mendapati bahawa pengimejan otak akhirnya akan membolehkan kami mereka bentuk campur tangan pendidikan berdasarkan struktur otak individu, untuk menyokong perkembangan intelek dan tingkah laku yang sihat.

Cistanche boleh merawat Alzheimer

Prosedur latihan kognitif berasaskan empirikal, seperti Program Pendidikan dan Pengayaan Kemahiran Perhubungan (PEERS; Laugeson et al., 2012), boleh membantu dalam meningkatkan kanak-kanak TD, kanak-kanak berbakat, dan populasi klinikal yang berisiko (cth, spektrum autisme. kecelaruan, kecelaruan pembelajaran, kecelaruan hiperaktif kekurangan perhatian, dan ketidakupayaan intelek), sekali gus membolehkan institusi pendidikan menyokong kanak-kanak dari semua jenis dan kebolehan pembelajaran. Kami berharap kajian ini memberi inspirasi kepada penyiasatan lanjut tentang struktur yang memudahkan pembelajaran tersirat dan eksplisit, peranannya dalam perbezaan perkembangan, dan kemungkinan terapi pembelajaran masa depan.