Vnitřní hippokampální funkční konektivita, která je základem tuhé paměti u dětí a dospívajících s poruchou autistického spektra: případová a kontrolní studie

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

Teruo Hashimoto1, Susumu Yokota2, Yutaka Matsuzaki1 a Ryuta Kawashima

Abstraktní

Atypické učení a paměťv raném věku může podporovat atypické chování v pozdějším životě. Méně vztahového učení a nepružné vyhledávání v dětství může zvýšit omezené a opakující se chování u pacientů s poruchou autistického spektra. Účelem této studie bylo objasnit mechanismyatypická paměťu dětí s poruchou autistického spektra. Provedli jsme testy párového učení obrázek – jméno a testy opožděného rozpoznávání se dvěma skupinami: jedna skupina s dětmi s vysoce funkční poruchou autistického spektra (ve věku 7–16 let, n=41) a jedna skupina s typicky se vyvíjejícími dětmi (n{{ 5}}), které odpovídaly věku, pohlaví a IQ první skupiny. Hodnotili jsme korelace mezi úspěšnými výsledky rozpoznávání a funkční konektivitou v klidovém stavu semene k celému mozku. Přestože výkony při učení a získávání byly mezi těmito dvěma skupinami srovnatelné, pozorovali jsme mírně nižší kategorii učení a významně menší nárůst paměti ve skupině s poruchou autistického spektra než ve skupině s typicky se rozvíjejícím se spektrem. Pravá kanonická přední hipokampální síť se podílela na úspěšné paměti u mladých lidí, kteří se typicky vyvíjeli, zatímco jiné paměťové systémy se mohou podílet na úspěšné paměti u mládeže s poruchou autistického spektra. Kontextově nezávislé a méně vztahové zpracování paměti může být spojeno s menším nárůstem paměti u poruchy autistického spektra. Tyto atypické paměťové charakteristiky u poruchy autistického spektra mohou v některých situacích zvýraznit jejich nepružné chování.

Položit abstrakt

Atypické učení a paměťv raném věku může podporovat atypické chování v pozdějším životě. Konkrétně méně vztahového učení a nepružné vyhledávání v dětství může zvýšit omezené a opakující se chování u pacientů s poruchou autistického spektra. Účelem této studie bylo objasnit mechanismyatypická paměťu dětí s poruchou autistického spektra. Provedli jsme testy párového učení obrázek-jméno a testy opožděného rozpoznávání se dvěma skupinami mládeže: jednou skupinou s vysoce funkčními dětmi s poruchou autistického spektra (ve věku 7–16 let, n=41) a jednou skupinou s typicky se vyvíjejícími dětmi (n{ {4}}), které odpovídaly věku, pohlaví a celkovému IQ první skupiny. Zkoumali jsme korelace mezi úspěšným skóre rozpoznávání a neurální konektivitou během odpočinku ve skeneru magnetické rezonance, aniž bychom o čemkoli přemýšleli. Přestože výkony při učení i při získávání informací byly mezi těmito dvěma skupinami srovnatelné, pozorovali jsme významně méně přírůstků paměti ve skupině s poruchou autistického spektra než ve skupině s typicky se vyvíjejícím vývojem. Paměťová síť se podílela na úspěšném získávání paměti u mládeže s typicky se vyvíjejícím se vývojem, zatímco jiné paměťové systémy, které nejsou do značné míry závislé na sítích, se mohou podílet na úspěšné paměti u mládeže s poruchou autistického spektra. Kontextově nezávislé a méně vztahové zpracování paměti může být spojeno s menším nárůstem paměti u poruchy autistického spektra. Jinými slovy, mládež s poruchou autistického spektra může mít prospěch z nerelační paměti. Tyto atypické paměťové charakteristiky u poruchy autistického spektra mohou v některých situacích zveličovat jejich neflexibilní chování, nebo – naopak – jejich atypické chování může mít za následek strnulé a méně propojené vzpomínky.

Klíčová slova: porucha autistického spektra, vývoj, hipokampus, učení, rozpoznávání

Úvod

Snížená kognitivní flexibilita u poruchy autistického spektra (ASD) je charakterizována omezenými zájmy a opakujícím se chováním (Lopez et al., 2005). Některé z nepružných chování u pacientů s PAS mohou být spojeny s jejichatypická paměť. Atypické verbální učební strategie (Bowler et al., 2009), menší využívání strategie jak při učení, tak při získávání a narušení při podrobném vyhledávání byly prokázány v ASD (Gaigg et al., 2015; Wojcik et al. 2018), The more frekvence traumatických vzpomínek u mladých lidí s PAS může souviset s jejich atypickým učením a vyhledáváním, které beztvaré organizované vzpomínky (Rumball, 2019), nadměrnou specifičností v percepčním učení (Harris et al, 2015), obtížemi při reverzním učení (D'Cru et al. .,2013; South et al.,2012) a méně falešných vzpomínek (Beversdorf et al..2000; Hillier et al..2007; Wojcik et al.,2018) naznačují atypickou, neflexibilní a rigidní paměť u jedinců s ASD .

Navíc Boucher uvedl nerovnoměrné kognitivní profily u ASD, jako je současná síla a slabost v oblasti paměti (Boucher et al., 2012). Například Ring a kolegové (2016) identifikovali intaktní paměť položek a zhoršenou vztahovou paměť u dospělých s ASD. Paměť položek se vztahuje ke studiu každé položky izolovaně, zatímco relační paměť se vztahuje ke studiu asociací mezi seznamem položek. Ačkoli jak relační, tak i položkově specifické kódování zlepšuje správné vyhledávání, relační proces může vyvinout falešné vzpomínky kombinací informací napříč položkami nebo událostmi (Huff& Bodner, 2019), které pak mohou být získány a rekonstruovány v různých kombinacích. Zkreslení je charakteristické pro lidskou paměť a tyto chyby paměti mohou být adaptivní pro aktualizaci paměti a flexibilní chování (Loftus, 2003; Schacter, 2007; Schacter et al, 201l). Flexibilní rekonstrukcí prvků minulých zkušeností můžeme simulovat pravděpodobné i nepravděpodobné budoucnosti a představit si alternativní verze minulých zkušeností (Schacter et al., 2015). Naopak příliš rigidní, robustní a nezkreslená paměť může omezovat modifikaci myšlení a chování. Děti s ASD vykazovaly neporušenou zdrojovou paměť, ale sníženou integraci zdrojové paměti a myšlení (Naito et al., 2020). Silná paměť pro izolované položky a slabá paměť pro související položky může souviset s rigidní a nepružnou pamětí v ASD.

U typicky se vyvíjejících (TD) dětí se jednoduchá vazebná a asociativní paměť rozvíjí dříve, zatímco strategické a řídicí procesy pro relační paměť se vyvíjejí později (Shing et al., 2010). Zdá se, že rozpoznávací paměť pro izolované/individuální položky se vyvíjí v raném věku (4-5let) (Olson & Newcombe, 2014). Přesnost8-až 9-let starého rozpoznávání předmětů pro vizuální objekty je srovnatelná s přesností u dospělých, zatímco vybavování faktů (znalostí) se rozvíjí brzy ve věku 4 až 10 let (Riggins, 2014; Rollins & Cloude, 2018) Detailní vztahová paměť se vyvíjí pomalu po 6 letech (Lee et al., 2016; Ngo et al., 2019). Kromě toho se správné i falešné rozpoznávací odpovědi zvyšují s věkem a správné rozpoznávání je spojeno s aktivitou v hippocampus (Paz-Alonso et al., 2008). Děti s TD mohou využívat hipokampální síť pro úspěšnou paměť (Ngo et al., 2017; Ofen, 2012; Tang et al. 2018) a zrání hipokampu v ose anterior-poste-rior může podporovat úspěšnou paměť (Demaster & Ghetti, 2013). . U dětí byla pozorována diferenciace kódování a vyhledávání v předozadní ose hipokampu (Langnes et al, 2019), jako takové. změněná nervová konektivita hippocampu může poskytnout informace oatypické učení a paměťu dětí s PAS.

Neuroimagingové studie naznačují, že ASD je spojena se změněnou nervovou konektivitou (Di Martino et al. 2009; Hahamy et al. 2015; Just et al, 2012) a globálně slabší funkční konektivitou v klidovém stavu (FC) u dětí (Yerys et al. ,2017). Atypická FC v klidovém stavu u dětí s ASD může být spojena s jejich neflexibilním (tj. omezeným a opakujícím se) chováním (Uddin et al., 2013, 2015). Nedávné studie se zdravými dospělými naznačují, že FC v klidovém stavu může předpovídat výkonnost paměti (Dresler et al., 2017; Fjell et al., 2016) a že přenos učení souvisí s FC (Gerraty et al, 2014). Změněná konektivita související s úkoly u dospělých s PAS může být spojena s učením (Schipul et al, 2012; Schipul & Just, 2016). Některé studie naznačují, že atypická prefrontální-hip-pocampus a zadní parietální-hippokampus mohou být zapojeny do paměťových deficitů souvisejících s ASD (Ben Shalom, 2003; Boucher & Mayes, 2012; Cooper a kol. 2017; Solomon a kol., 2015 ). Byly hlášeny rozdíly v růstu pravo-levého hipokampu u zdravých dětí a atypický vývoj u dětí s ASD (Reinhardt et al.2020). Nervové mechanismy paměti u dětí s PAS však dosud nebyly dostatečně objasněny.

Účelem této studie bylo odhalit nervové základy atypické paměti u mládeže s ASD, které souvisí s jejich nepružným chováním. K měření výkonnosti paměti u dětí s ASD i TD jsme použili testy učení podle obrázku (okamžité rozpoznání) a opožděného rozpoznání. Posoudit nepružné charakteristiky paměti v ASD. hodnotili jsme stálost paměti klasifikací výkonu opožděného rozpoznání na základě výkonu okamžitého rozpoznání pro každou položku. Použili jsme úspěšnou paměťovou výkonnost (tj. po sobě jdoucí správné odpovědi v testech okamžitého i zpožděného rozpoznávání) jako index rigidity paměti a také jsme klasifikovali zisky a deformace v testu zpožděného rozpoznávání, který naznačoval menší rigiditu paměti. Abychom lépe porozuměli charakteristikám paměti u ASD, zkoumali jsme korelace mezi úspěšným výkonem paměti a klidovým FC u mládeže s ASD i TD.

Metody Účastníci

Účastníci se skládali z 41 ASD (29 chlapců a 12 dívek) a 82 TD (58 chlapců a 24 dívek) japonských dětí s úplným IQ (FSIQ) větším nebo rovným 70, ve věku 7 až 16 let. Původně 47 ASD a 92 TD děti se účastnily; avšak kvůli pohybu hlavy v některých zobrazovacích datech (odchylně od kritérií popsaných v části "Analýzy údajů FC v klidovém stavu") jsme analyzovali pouze data od 41 účastníků ASD a 82 účastníků TD. Handedness byla stanovena pomocí Edinburgh Handedness Inventory. Naše hodnocení socioekonomického statusu (SES) sestávalo z dotazů souvisejících s ročním příjmem rodiny (sedm proměnných) a bylo měřeno vzdělání obou rodičů (průměr obou rodičů). Jejich průměrné charakteristiky jsou uvedeny v tabulce 1. Účastníkům jsme potvrdili klinickou diagnózu ASD (na základě Diagnostického a statistického manuálu duševních poruch (4. vydání: DSM-IV) nebo Diagnostického a statistického manuálu duševních poruch (5. vydání; DSM-V ) pomocí japonské verze Autism Diagnostic Interview-Revised (ADI-R) a/nebo japonské verze Autism Diagnostic Observation Schedule, Second Edition (ADOS-2). Kritéria vyloučení pro obě skupiny zahrnovala historii nebo současné psychotické poruchy, vážné poranění hlavy, epilepsie, genetické poruchy a mentální postižení (FSIQ< 70).="" trained="" examiners="" carried="" out="" intelligence="" testing="" using="" the="" japanese="" version="" of="" the="" wechsler="" intelligence="" scale="" for="" children,="" fourth="" edition="">

Autističtí účastníci byli rekrutováni prostřednictvím (1)povolených neziskových organizací pro lidi s vývojovými poruchami a (2)inzerce v novinách. Účastníci TD byli rekrutováni prostřednictvím inzerátu v novinách. Od rodičů každého subjektu byl získán písemný informovaný souhlas v souladu s Helsinskou deklarací. Tato studie byla schválena etickou komisí univerzity Tohoku.

Paměť. Použili jsme japonskou verzi testu učení názvu obrázku Atlantis (Maruzen Publishing Co., Ltd, Tokio, Japonsko) Kaufman Assessment Battery for Children, druhé vydání (KABC-I; Kaufman & Kaufman, 2004). Tento test měří schopnost člověka učit se nové informace a skládá se z testů okamžitého a zpožděného rozpoznání (obrázek 1). Tento test byl proveden mimo skener magnetické rezonance (MRI).

Učební test (okamžité uznání). Obrázky byly uspořádány do tří kategorií fantastických karikatur, včetně čtyř ryb, čtyř rostlin a čtyř mušlí. Ryby měly dvouslabičná jména, rostliny tříslabičné a lastury čtyřslabičné. Vztah kategorie-číslo slabiky by mohl zlepšit paměť a také vyvolat falešné rozpoznání v každé kategorii. Experimentátor ukázal účastníkům každý obrázek jeden po druhém v pevném pořadí a naučil je odpovídající nesmyslná jména. Celkem se účastníci naučili 12 dvojic obrázek-jméno (ryba: 2 slabiky, ryba: 2 slabiky, ryba: 2 slabiky, ryba: 2 slabiky, rostlina: 3 slabiky, rostlina: 3 slabiky, rostlina: 3 slabiky, rostlina: 3 slabiky , shell: 4 slabiky, shell: 4 slabiky, shell: 4 slabiky a shell; 4 slabiky). Každý obrázek byl prezentován na výukové kartě a vystaven na stojanu (jako ukázka obrázkových karet) po dobu přibližně 2 sekund, poté byla výuková karta otočena tak, aby ukazovala záznamovou kartu s řadou obrázků pro okamžité rozpoznání. Experimentátor nahlas přečetl nesmyslný název a vyzval účastníky, aby ukázali na správný obrázek na kartě s odpovědí. Bylo použito 12 výukových karet a 13 odpovědních (ukazovacích) karet. Na odpovědních kartách bylo sedm až 13 obrázků, včetně bezejmenných obrázků (tři ryby, jedna rostlina a jedna lastura). Každý obrázek byl na odpovědních kartách použit opakovaně; 6krát až 8krát pro ryby, 3krát až 5krát pro rostliny a 2krát nebo 3krát pro lastury. U první odpovědní karty byli účastníci požádáni, aby ukázali na jeden obrázek z pole (jeden pokus). U druhé karty byli účastníci požádáni, aby ukázali na dva obrázky (dva pokusy). Od 3. do 13. odpovědní karty byli účastníci požádáni, aby ukázali na dva, tři, tři, čtyři, pět, čtyři, pět, sedm, šest, šest a šest obrázků z příslušných polí. Celkem se uskutečnilo 54 pokusů o učení (okamžité uznání), z nichž dva zahrnovaly poukázání na bezejmenný obrázek. Ukazování na správný obrázek bylo definováno jako správné učení. Ukázání na nesprávný obrázek ve správné kategorii obrázku (ryby/rostliny/skořápky) bylo definováno jako učení kategorie. U každé nesprávné odpovědi poskytl experimentátor okamžitou zpětnou vazbu a správnou odpověď, kromě případu dvou bezejmenných obrázků a poslední (13.) karty s odpovědí. Maximální možné skóre za správné učení i učení kategorie bylo 54.

Odezva (tj. správné učení, učení kategorie a nesprávné učení) v závěrečné zkoušce učení pro každý obrázek na 1. až 13. kartě byla použita k podrobné kategorizaci výkonu paměti, jak je uvedeno níže. Zpětná vazba za učení kategorie a nesprávné učení byla poskytnuta u sedmi obrázků na 1. a 12. kartě, zatímco u pěti obrázků na 13. kartě nebyla poskytnuta žádná zpětná vazba. U závěrečných výukových testů s 12 obrázky byla úroveň šance na správné naučení 0.08 až 0.09(1/l3 až 1/1l ) a učení kategorie bylo 0,36 až 0,38 (5/13 až 5/11).

Rozpoznávací test (zpožděné rozpoznání). Během období zpoždění účastníci vyplnili dotazník o svém vztahu s rodiči, který se skládal z 120 položek. Přibližně 17 minut po učebním testu jsme provedli test opožděného rozpoznávání pomocí 12 dvojic obrázek-jméno a podobný postup jako závěrečná (13.) odpovědní karta učebního testu. Byly použity dvě odpovědní karty s celkem 12 obrázky, včetně všech starých obrázků (zobrazených v testu učení) a 1 nového obrázku. Pořadí 12 výzev k malování obrázků bylo totožné s pořadím v testu učení. Ukázání na správný obrázek bylo definováno jako správné rozpoznání. Ukázání na nesprávný obrázek ve správné kategorii obrázku bylo definováno jako rozpoznání kategorie. Maximální možné skóre pro správné rozpoznání i rozpoznání kategorie bylo 12. Úroveň šance na správné rozpoznání byla 0,08(1/12) a pro uznání kategorie byla 0,33 nebo 0,5(4 /12 až 612).

Abychom mohli podrobně vyhodnotit paměť, klasifikovali jsme výkonnost rozpoznávání do pěti kategorií podle odpovědi účastníka v závěrečné zkoušce učení pro každý obrázek: ÚSPĚCH, ZAPOMENUTÍ, OBNOVENÍ, ÚNIK a ZÍSKÁNÍ (obrázek 1, vpravo dole). ÚSPĚCH byl definován jako správný odezvy jak při učení, tak při rozpoznávání (tj. dejte správné odpovědi v testech okamžitého i opožděného rozpoznávání) a odráží robustnost nebo stabilitu paměti. Indexem zájmu v této studii byl ÚSPĚCH, protože ukazuje strnulost paměti u dětí. ZAPOMENUTÍ bylo definováno jako správné učení s nesprávným rozpoznáváním. DECAY byl definován jako správné/kategoriální učení s následným rozpoznáním nesprávné kategorie. GAIN byla kategorie/nesprávné učení se správným/kategoriálním rozpoznáním. RECOVERY bylo nesprávné učení, ale správné rozpoznání. Nekonzistence mezi okamžitým a zpožděným rozpoznáním naznačuje nižší rigiditu paměti. Nesprávné odpovědi, jak při učení, tak při rozpoznávání, nebyly kategorizovány, protože nezanechávaly žádné paměťové stopy. Maximální možné skóre pro každý klasifikovaný výkon rozpoznávání bylo 12. Nakonec jsme analyzovali pouze korelace mezi skóre ÚSPĚCH a silou FC v klidovém stavu. Vzhledem k malému počtu odpovědí a nedostatku rozptylu v ostatních čtyřech indexech nebyly použity pro korelační analýzy.

Vliv věku na paměť. Byly vypočítány korelace (Pearsonovy korelační koeficienty) mezi věkem a výkonností paměti, aby se prozkoumaly účinky věku na paměť v obou skupinách (ASD a TD). Skupinové rozdíly v každém paměťovém výkonu byly testovány pomocí Fisher z-transformace.

Pořizování snímků. Všechny snímky byly pořízeny pomocí skeneru Philips Intera Achieva 3.{1}}T. Pro zobrazení funkční magnetickou rezonancí v klidovém stavu (fMRI), 34 transaxiálních snímků s gradientem echa (matice 64×64, doba opakování (TR)=2000ms, doba echa (TE)=30ms , zorné pole (FOV){{10}}cm, tloušťka řezu 3,75 mm, velikost voxelů=3,75×3,75×3,75 mm³'）pokrývající celý mozek byly získány pomocí echo-planární sekvence , Pro toto skenování bylo získáno 160 funkčních objemů (doba skenování 5 minut a 20s), zatímco subjekty odpočívaly (otevřely oči a nehýbaly se, nespaly a na nic nemyslely) .Trojrozměrné T1-vážené snímky byly shromážděny pomocí magnetizací připravené sekvence rychlého gradientového echa (MPRAGE) (matice 240×240, TR=6,5ms, TE =3ms,inversion time(TI)=71lms, FOV=24cm, 162 řezů, tloušťka řezu 1,0 mm, velikost voxelu=1.0×1,0×1,0mm' , doba skenování 8 minut a 3 s).

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), aby se zohlednily nadměrné pohyby hlavy dětí. Na základě tohoto kritéria jsme vyloučili data od 6 ze 47 účastníků ASD a 9 z 93 účastníků TD.

Vybrali jsme čtyři oblasti zájmu (ROI) ze studie FC v klidovém stavu u zdravých dospělých (Wagner et al.2016). Levý přední hipokampus (souřadnice MNI -28, -12, -20), levý zadní hipokampus (-28,-24,-12), pravý přední hippocampus (28.-12.-20) a pravý zadní hippocampus (32,-22,-12) – všechny s koulí o poloměru 6 mm – byly definovány jako zárodek ROls. Předozadní segmentace hipokampu byla v souladu s jinou studií zkoumající aktivaci související s pamětí v širokém věkovém rozmezí (6.8-80.8 let) se souřadnicemi MNI y=-21 odpovídajícími vzhledu uncus of parahippokampální gyrus (Langnes et al, 2019). Pearsonovy korelace mezi průměrným časovým průběhem každé ROI a každého voxelu celého mozku byly vypočteny na úrovni jednoho subjektu a korelační koeficienty byly transformovány pomocí Fisherovy z-transformace.

Pro skupinové srovnání korelací mezi ÚSPĚCHEM (správné učení a získávání) a FC jsme provedli analýzu rozptylu (ANOVA) s kovariáty skóre ÚSPĚCHU.věk, pohlaví, FSIQ a FD. Provedli jsme také několik regresních analýz pro každý( ASD a TD) účastník pomocí korelačních koeficientů FC a SUCCESS, přičemž věk, pohlaví, FSIO a FD jsou kovariáty. Použili jsme statistický práh pro rodinnou chybu (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="">

Výsledek

Charakteristika účastníka

Jak ukazuje tabulka 1, nebyly mezi skupinami žádné významné rozdíly ve věku (dvouvýběrový t test, t(121)=0.94, p=0.35), FSIQ (nestejný rozptyl, t (61)=1.55, p{{10}}.13) nebo FD (t(121)=0.39, p=0.7{ {33}}). Výkon učení a rozpoznávání Účastníci s PAS měli podobné skóre jako účastníci s TD ve správném učení i správném rozpoznávání, ale měli mírně nižší skóre než účastníci s TD v kategorii učení (obrázek 2). Nepozorovali jsme žádné významné skupinové rozdíly v průměrném počtu správného učení (ASD: 41,6, TD: 40,0, t(121)=1,27, p=0,21), správného rozpoznání (ASD: 7,7, TD: 7,7, t(121)=-0,12, p=0,91) nebo rozpoznání kategorie (ASD: 3,1, TD: 2,9, t(121)=0,46, p=0.65). V obou skupinách byla pozorována pouze malá nesprávná rozpoznání (ASD: 1,2, TD: 1,4). U TD jsme nezjistili výrazně větší učení kategorie než u ASD (ASD: 8,7, TD: 10,3, t(121)=−1,70, p=0,091).

Výkon klasifikované paměti (obrázek 3) odhalil menší GAIN u účastníků s ASD než u účastníků s TD (ASD: 1,76 vs TD: 2,50, t(102)=2,71, p=0 .008). V ostatních měřeních nebyly žádné významné skupinové rozdíly (ÚSPĚCH: t(121)=1,59, p=0,12; ZAPOMENUTO: t(121)=−0,36, p{ {19}},72; ROZPAD: t(121)=0,21, p=0,8; a OBNOVA: t(121)=0,84, p{{29} }.42). Analyzovali jsme pouze korelace mezi skóre SUCCESS a silou FC v klidovém stavu kvůli malému počtu odpovědí a nedostatku rozptylu v ostatních čtyřech indexech.

Korelace mezi věkem a výkonností paměti jsou uvedeny v tabulce 2. Věk pozitivně, ale slabě koreloval (r > 0.2) se správným učením pouze u mládeže s TD, což ukazuje na zlepšení paměti související s věkem, i když žádné významné rozdíly ve skupině byly pozorovány korelace mezi věkem a výkonností paměti.

Skupinové rozdíly v korelacích mezi FC v klidovém stavu a skóre úspěšného vyhledávání

Děti s TD vykazovaly větší korelace mezi FC v klidovém stavu a SUCCESS než děti s ASD v sítích levého hipokampu (obrázek 4). Tyto sítě byly následující: levý přední hippocampus ROI a levý dolní frontální gyrus, levý přední hippocampus ROI a levý dorzolaterální prefrontální kortex, levý přední hippocampus ROI a zadní cingulární kortex a levý zadní hippocampus ROI a mediální prefrontální kortex (Tabulka 3). Děti s ASD nevykazovaly větší FC v klidovém stavu než děti s TD v jakékoli síti.

Korelace mezi FC v klidovém stavu a skóre úspěšného vyhledávání v každé skupině

U TD vykazovala síla konektivity mezi pravou přední hipokampální ROI a levou okcipitotemporální kůrou a mezi pravou přední hipokampální oblastí zájmu a pravou dorzolaterální prefrontální kůrou signifikantní pozitivní korelace se skóre úspěšného vyhledávání (obrázek 5 a tabulka 4). Tyto korelační koeficienty (Pearsonovo r) byly 0,45, respektive 0,45, a byly to post hoc nesamostatné odhady, které jsou kruhovými odhady a jsou pravděpodobně nafouknuté (Kriegeskorte et al., 2010).

U ASD vykazovala síla konektivity mezi levým zadním hipokampem a levým dolním parietálním lalokem a mezi levým zadním hipokampem a zadní cingulární kůrou významnou negativní korelaci se skóre úspěšného vyhledávání (obrázek 6 a tabulka 4). Tyto korelační koeficienty (Pearsonovo r) byly −0.59, respektive −0.64, a byly to post hoc nezávislé odhady, jak je ukázáno výše. Žádné další významné korelace nebyly zjištěny.

Diskuse

Mladí lidé s ASD vykazovali srovnatelné učení a rozpoznávání obrazů a jmen jako mladí lidé s TD, což naznačuje neporušenou vizuálně-sluchovou vazbu. Bez ohledu na jejich srovnatelnou výkonnost při učení a rozpoznávání vykazovali mladí lidé s ASD výrazně nižší výsledky vyhledávání než jejich vrstevníci s TD. Méně paměťových zisků ukazuje na nepružnou paměť v ASD. Atypické učení v dětství by tedy mohlo být faktorem spojeným s atypickými kognicemi a chováním u ASD.

Relační paměť může zahrnovat pozitivní korelace mezi úspěšnou pamětí a neurální konektivitou mezi TD jednotlivci. FC v klidovém stavu mezi předním hipokampem a vyššími zrakovými oblastmi po vztahovém učení souvisel s lepší výkonností při vyhledávání (Murty et al., 2017). Podobně bylo hlášeno, že FC v klidovém stavu předního hipokampu může lépe předpovídat asociativní paměť (Persson et al., 2018). U zdravých mladých dospělých se na stabilním úspěšném vyhledávání podílejí pravý přední hippocampus a pravý dorzolaterální prefrontální kortex (Hashimoto et al., 2011). V souvislosti s tím může být přední hipokampální síť spojena se zráním paměti (Demaster & Ghetti, 2013).

V naší studii úspěšná paměťová výkonnost pozitivně korelovala s pravou přední hipokampální sítí u TD, zatímco negativně korelovala s levou přední hipokampální sítí u ASD. U ASD jsme nezjistili žádné pozitivní korelace s hipokampálními sítěmi. Naše zjištění, že FC byla nižší v sítích levého hipokampu u mládeže s ASD než u mládeže s TD, bylo v souladu s předchozí zprávou identifikující globálně slabou FC u mládeže s ASD (Yerys et al., 2017). U zdravých dospělých se pravý hipokampus spojuje s distribuovanou sítí, zatímco levý hipokampus je spojen s předními limbickými oblastmi (Robinson et al., 2016). Byla hlášena pravolevá asymetrie ve vývoji objemu hipokampu, jak u TD, tak u ASD (Reinhardt et al., 2020). Funkční lateralizace hipokampu by se mohla podílet na rozvoji paměti u dětí s TD a atypický vývoj v lateralizaci hipokampu může být spojen s problémy jedinců s ASD se sociální interakcí, komunikací a nepružným chováním.

Navíc snížená konektivita evidentní v sítích levého hipokampu jedinců s ASD naznačuje použití lokálních paměťových systémů, které mohou být spojeny s nerelační pamětí. Nezávislé použití levého předního hipokampu a parietálních oblastí by také mohlo vysvětlit úspěšné výsledky paměti našich účastníků ASD. Odpojení sítě pro komplexní a související vyhledávání informací, včetně paměti související se sebou samým (Sheldon et al., 2016), by mohlo zlepšit jednoduchou asociativní (obrázek-název) paměť u mládeže s ASD. Vzhledem k jejich nižšímu nárůstu paměti v rozpoznávacím testu mohli mladí lidé s ASD v této studii použít učení založené na položkách nebo jednoduchou vazbu spíše než paměťové strategie, jako je vztahové učení (Wojcik et al., 2018). Nižší věkem podmíněné zlepšení učení a rozpoznávání u jedinců s PAS může poukazovat na jejich spoléhání se na základní, jednoduché a brzy vyvinuté paměťové procesy.

Pozorovali jsme významně menší nárůst paměti ve skupině ASD než ve skupině TD, protože jejich výkony při učení a vyhledávání byly srovnatelné. Přestože míra šancí v obou kategoriích učení a uznání byla vysoká, rozdíl ve skupině byl zjištěn pouze z hlediska zisku. Nízké vztahové učení a neflexibilní vyhledávání v dětství může zvýšit omezené a opakující se chování u pacientů s PAS (Gaigg et al., 2015; Lopez et al., 2005; Wojcik et al., 2018). S paměťovými charakteristikami pacientů může být spojena nižší schopnost návyku a generalizace. Mezitím může silná paměť položek kompenzovat slabou vztahovou paměť u dětí s ASD, což může pomoci s rozvojem zapamatovatelného výkonu, který je srovnatelný s výkonem dětí s TD.

Omezení

Naším prvním omezením je, že jsme nepoužili přísnější vylučovací kritéria (FD > 0,2 mm) pro pohyb hlavy, protože by to dále snížilo velikost vzorku (Satterthwaite et al., 2012). Naše kritéria jsou však v souladu s předchozími studiemi ASD (Falahpour et al., 2016; Gao et al., 2019). Dalším omezením je, že rozdíly mezi pohlavími ve vývoji ASD i hipokampální sítě mohou v této studii představovat matoucí faktor (Lai et al., 2017; Riley et al., 2018). Vysoká úroveň pravděpodobnosti učení podle kategorií i rozpoznávání kategorií by mohla zhoršit spolehlivost GAIN a DECAY, ačkoli úroveň mnohem vyšší než úroveň náhody v testech správného okamžitého i opožděného rozpoznávání naznačovala méně náhodných odpovědí. A konečně, kromě skóre SUCCESS mohou nižší skóre DECAY a GAIN (představující méně změn paměti) indikovat rigidní paměť; nicméně malý počet odpovědí v této studii omezoval hodnocení těchto nervových korelátů.

Závěr

Učení a rozpoznávání párů obrázek-jméno bylo u dětí s ASD neporušené, ale tito jedinci vykazovali méně změn paměti než jejich vrstevníci s TD. Lokální paměťové systémy, které ve velké míře nezávisí na hipokampálních sítích, mohou být zapojeny do rigidní paměti u ASD a zpracování paměti nezávislé na kontextu a méně relační může být u těchto jedinců spojeno s menším nárůstem paměti. Tyto atypické paměťové charakteristiky u jedinců s ASD mohou v některých situacích zveličovat jejich neflexibilní chování, nebo – naopak – jejich atypické chování může mít za následek strnulé a méně propojené vzpomínky. Ve světle toho mohou naše zjištění zlepšit naše chápání vývoje paměti u jedinců s ASD. Výsledné učební strategie a mechanismy mohou být zajímavé pro pedagogy, rodiče a jednotlivce s PAS, kteří mohou být schopni tyto poznatky následně využít ke zlepšení efektivity speciálního vzdělávání.