劍橋大學(xué)的研究人員說，不同的學(xué)習(xí)困難并不對應(yīng)于大腦的特定區(qū)域。取而代之的是，大腦內(nèi)“樞紐”之間的連通性差與孩子的困難密切相關(guān)。

全世界有14-30%的兒童和青少年的學(xué)習(xí)困難嚴(yán)重到需要額外的支持。這些困難通常與認(rèn)知和/或行為問題有關(guān)。在某些情況下，在學(xué)?？嗫鄴暝暮⒆訒徽皆\斷為特定的學(xué)習(xí)困難或殘疾，例如閱讀障礙，吞咽困難或發(fā)育性語言障礙，或發(fā)育障礙，例如注意缺陷和多動癥(ADHD)，運(yùn)動障礙，或自閉癥譜系障礙。

科學(xué)家們努力尋找可能導(dǎo)致這些困難的特定大腦區(qū)域，而研究牽涉到無數(shù)大腦區(qū)域。例如，ADHD已與前扣帶回皮層，尾狀核，蒼白球，紋狀體，小腦，前額葉皮層，運(yùn)動前皮層和大部分頂葉相連。

一種可能的解釋是，每個診斷與另一個診斷之間的差異如此之大，以至于每個診斷都涉及不同的大腦區(qū)域組合。但是，劍橋大學(xué)MRC認(rèn)知和腦科學(xué)組的一組科學(xué)家提出了更具挑釁性的解釋：實際上，沒有特定的大腦區(qū)域會引起這些困難。

為了檢驗他們的假設(shè)，研究人員使用機(jī)器學(xué)習(xí)繪制了大約479名兒童的大腦差異圖，其中有337名兒童被發(fā)現(xiàn)患有與學(xué)習(xí)有關(guān)的認(rèn)知問題，而其中的142名來自比較樣本。該算法解釋了從大量認(rèn)知，學(xué)習(xí)和行為測量以及使用磁共振成像(MRI)進(jìn)行的腦部掃描獲得的數(shù)據(jù)。結(jié)果今天發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》上。

研究人員發(fā)現(xiàn)，大腦的差異并未映射到給孩子的任何標(biāo)簽上;換句話說，例如，沒有大腦區(qū)域預(yù)測患有ASD或ADHD。更令人驚訝的是，他們發(fā)現(xiàn)不同的大腦區(qū)域甚至都沒有預(yù)測到特定的認(rèn)知困難-例如，對于語言問題或記憶困難，沒有特定的大腦缺陷。

相反，研究小組發(fā)現(xiàn)孩子們的大腦是圍繞樞紐組織的，例如高效的交通系統(tǒng)或社交網(wǎng)絡(luò)。大腦中樞連接良好的孩子要么有非常具體的認(rèn)知困難，例如聽覺技能差，要么根本沒有認(rèn)知困難。相比之下，樞紐連接不暢的孩子(例如火車站很少或連接不暢)具有廣泛而嚴(yán)重的認(rèn)知問題。

這項研究的資深作者鄧肯·阿斯特爾博士說：“數(shù)十年來，科學(xué)家一直在爭論某些特定的大腦區(qū)域預(yù)測會有特定的學(xué)習(xí)障礙或困難，但是我們已經(jīng)證明事實并非如此。”“實際上，考慮這些大腦區(qū)域如何連接-更重要的是，是否通過集線器進(jìn)行連接更為重要。學(xué)習(xí)困難的嚴(yán)重程度與這些集線器的連接性密切相關(guān)，我們認(rèn)為，因為這些集線器起著關(guān)鍵作用在大腦區(qū)域之間共享信息中扮演重要角色。”

Astle博士說，他們工作的一個暗示是，這表明干預(yù)措施應(yīng)減少對診斷標(biāo)簽的依賴。

“接受診斷對于家庭很重要。它可以使孩子的困難得到專業(yè)的認(rèn)可，并為獲得專家支持敞開大門。但是就具體的干預(yù)措施(例如來自孩子的老師的干預(yù))而言，這可能會分散他們的注意力。

“最好看看他們的認(rèn)知障礙領(lǐng)域以及如何解決這些障礙，例如使用特定的干預(yù)措施來提高聽力技能或語言能力，或者采用對整個班級都有利的干預(yù)措施，例如如何減少工作量學(xué)習(xí)過程中的記憶需求。”

該發(fā)現(xiàn)可以解釋為什么藥物治療尚未被證明對發(fā)育障礙有效。例如，用于治療注意力缺陷多動障礙的哌醋甲酯(利他林)似乎可以減輕機(jī)體過度活躍，但不能消除認(rèn)知障礙或提高教育進(jìn)度。藥物趨向于針對特定類型的神經(jīng)細(xì)胞，但對已經(jīng)出現(xiàn)多年的基于“樞紐”的組織幾乎沒有影響。

雖然這是首次證明集線器及其連接在學(xué)習(xí)困難和發(fā)育障礙中起關(guān)鍵作用，但近年來它們在腦部疾病中的重要性變得越來越明顯。劍橋大學(xué)的研究人員先前已經(jīng)表明，它們在精神健康疾病中也起著重要作用，這種疾病在青春期開始出現(xiàn)，例如精神分裂癥。

該研究由醫(yī)學(xué)研究理事會資助。