Вътрешна хипокампална функционална свързаност, лежаща в основата на твърдата памет при деца и юноши с разстройство от аутистичния спектър: проучване на случай-контрол

Контакт: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Имейл:audrey.hu@wecistanche.com

Теруо Хашимото1, Сусуму Йокота2, Ютака Мацузаки1 и Рюта Кавашима

Резюме

Атипично обучение и паметв ранна възраст може да насърчи нетипично поведение в по-късен живот. По-малкото релационно учене и негъвкавото извличане в детството може да засили ограниченото и повтарящо се поведение при пациенти с разстройство от аутистичния спектър. Целта на това изследване е да се изяснят механизмите нанетипична паметпри деца с разстройство от аутистичния спектър. Проведохме тестове за заучаване на двойки картинка-име и забавено разпознаване с две групи: една група с високо функциониращи деца с разстройство от аутистичния спектър (на възраст 7–16 години, n=41) и една група с типично развиващи се деца (n{{ 5}}), които съответстват на възрастта, пола и IQ на първата група. Ние оценихме корелациите между успешните резултати за разпознаване и функционалната свързаност в състояние на покой от семена към целия мозък. Въпреки че както ученето, така и извличането бяха сравними между двете групи, наблюдавахме малко по-ниска категория учене и значително по-малко печалби на паметта в групата с разстройство от аутистичния спектър, отколкото в групата с типично развиваща се група. Дясната канонична предна хипокампална мрежа е участвала в успешната памет при младежи, които обикновено се развиват, докато други системи на паметта могат да участват в успешната памет при младежи с разстройство от аутистичния спектър. Независимата от контекста и по-малко релационна обработка на паметта може да бъде свързана с по-малко печалби на паметта при разстройство от аутистичния спектър. Тези нетипични характеристики на паметта при разстройство от аутистичния спектър могат да подчертаят тяхното негъвкаво поведение в някои ситуации.

Lay abstract

Атипично обучение и паметв ранна възраст може да насърчи нетипично поведение в по-късен живот. По-конкретно, по-малкото релационно учене и негъвкавото извличане в детството може да засили ограниченото и повтарящо се поведение при пациенти с разстройство от аутистичния спектър. Целта на това изследване е да се изяснят механизмите нанетипична паметпри деца с разстройство от аутистичния спектър. Проведохме тестове за заучаване на двойки име и картина и тестове за забавено разпознаване с две групи младежи: една група с високо функциониращи деца с разстройство от аутистичния спектър (на възраст 7–16 години, n=41) и една група с типично развиващи се деца (n{ {4}}), които съответстват на възрастта, пола и IQ на първата група. Изследвахме корелациите между успешните резултати за разпознаване и невронната свързаност по време на почивка в скенера за магнитен резонанс, без да мислим за нищо. Въпреки че както ученето, така и извличането бяха сравними между двете групи, наблюдавахме значително по-малко печалби на паметта в групата с разстройство от аутистичния спектър, отколкото в групата с обикновено развиваща се група. Мрежата на паметта участва в успешното възстановяване на паметта при младежи с типично развитие, докато другите системи на паметта, които не зависят в голяма степен от мрежите, могат да участват в успешната памет при младежи с разстройство от аутистичния спектър. Независимата от контекста и по-малко релационна обработка на паметта може да бъде свързана с по-малко печалби на паметта при разстройство от аутистичния спектър. С други думи, младежите с разстройство от аутистичния спектър могат да се възползват от нерелационна памет. Тези атипични характеристики на паметта при разстройството от аутистичния спектър могат да преувеличат тяхното негъвкаво поведение в някои ситуации или обратното - тяхното нетипично поведение може да доведе до твърди и по-малко свързани спомени.

Ключови думи: разстройство от аутистичния спектър, развитие, хипокампус, учене, разпознаване

Въведение

Намалената когнитивна гъвкавост при разстройство от аутистичния спектър (ASD) се характеризира с ограничени интереси и повтарящи се поведения (Lopez et al., 2005). Някои от негъвкавите поведения при пациенти с ASD може да са свързани с технитенетипична памет. Атипични вербални стратегии за учене (Bowler et al., 2009), по-слабо използване на стратегия както при учене, така и при извличане, и увреждания в детайлното извличане са демонстрирани при ASD (Gaigg et al., 2015; Wojcik et al. 2018), толкова по-голямо честотата на травматичните спомени при младежи с ASD може да е свързана с тяхното нетипично учене и извличане на безформени организирани спомени (Rumball, 2019), свръхспецифичност в перцептивното учене (Harris et al, 2015), трудности при обратното учене (D'Cru et al .,2013; South et al.,2012) и по-малкото фалшиви спомени (Beversdorf et al..2000; Hillier et al..2007; Wojcik et al.,2018) предполагат нетипична, негъвкава и твърда памет при индивиди с ASD .

Освен това, Boucher съобщава за неравномерни когнитивни профили при ASD, като едновременна сила и слабост в областта на паметта (Boucher et al., 2012). Например, Ring и колеги (2016) са идентифицирали непокътната памет за предмети и нарушена релационна памет при възрастни с ASD. Паметта на предмета се отнася до изучаването на всеки елемент изолирано, докато релационната памет се отнася до изучаването на асоциации между списък от елементи. Въпреки че както релационното, така и специфичното за елемента кодиране подобрява правилното извличане, релационният процес може да развие фалшиви спомени чрез комбиниране на информация в елементи или събития (Huff & Bodner, 2019), които след това могат да бъдат извлечени и реконструирани в различни комбинации. Изкривяването е характеристика на човешката памет и тези грешки в паметта могат да бъдат адаптивни за актуализиране на паметта и гъвкаво поведение (Loftus, 2003; Schacter, 2007; Schacter et al, 201l). Чрез гъвкаво реконструиране на елементи от минали преживявания можем да симулираме както вероятни, така и невероятни бъдещи събития и да си представим алтернативни версии на минали преживявания (Schacter et al., 2015). Обратно, твърде твърдата, стабилна и неизкривена памет може да ограничи модификацията на мисленето и поведението. Децата с ASD показват непокътната памет на източника, но намалена интеграция на паметта и мисленето на източника (Naito et al., 2020). Силната памет за изолирани елементи и слабата памет за свързаните елементи може да е свързана с твърдата и негъвкава памет в ASD.

При обикновено развиващите се (TD) деца простото свързване и асоциативната памет се развиват по-рано, докато стратегическите и контролните процеси за релационна памет се развиват по-късно (Shing et al., 2010). Паметта за разпознаване на изолирани/индивидуални елементи изглежда се развива в ранна възраст (4-5 години) (Olson & Newcombe, 2014). Точността от8-до 9-годишно разпознаване на предмети за визуални обекти е сравнима с тази на възрастните, докато припомнянето на факти (знания) се развива линейно на възраст между 4 и 10 години (Riggins, 2014; Rollins & Cloude, 2018) Детайлната релационна памет се развива бавно след 6-годишна възраст (Lee et al., 2016; Ngo et al., 2019). Освен това както правилните, така и фалшивите реакции на разпознаване се увеличават с възрастта и правилното разпознаване се свързва с активността в хипокампус (Paz-Alonso et al., 2008). TD децата могат да използват хипокампалната мрежа за успешна памет (Ngo et al., 2017; Ofen, 2012; Tang et al. 2018), а съзряването на хипокампа в предно-задната ос може да подпомогне успешната памет (Demaster & Ghetti, 2013) . Диференциация на кодиране и извличане в предно-задната ос на хипокампуса е наблюдавана при деца (Langnes et al, 2019), като такава. променената невронна свързаност на хипокампуса може да предостави информация занетипично обучение и паметпри деца с ASD.

Проучванията за невроизобразяване предполагат, че ASD е свързано с променена невронна свързаност (Di Martino et al. 2009; Hahamy et al. 2015; Just et al, 2012) и глобално по-слаба функционална свързаност в състояние на покой (FC) при деца (Yerys et al. ,2017). Атипичният FC в състояние на покой при деца с ASD може да бъде свързан с тяхното негъвкаво (т.е. ограничено и повтарящо се) поведение (Uddin et al., 2013, 2015). Скорошни проучвания със здрави възрастни предполагат, че FC в състояние на покой може да предвиди ефективността на паметта (Dresler et al., 2017; Fjell et al., 2016) и че трансферът на обучение е свързан с FC (Gerraty et al., 2014). Променената свързаност, свързана със задачи, при възрастни с ASD може да бъде свързана с ученето (Schipul et al, 2012; Schipul & Just, 2016). Някои проучвания предполагат, че атипична префронтална-хип-покампусна и задна париетална-хипокампусна мрежа може да бъде включена в дефицити на паметта, свързани с ASD (Ben Shalom, 2003; Boucher & Mayes, 2012; Cooper et al. 2017; Solomon et al, 2015 ). Докладвани са разлики в растежа на дясно-ляво хипокампално при здрави деца и атипично развитие при деца с ASD (Reinhardt et al.2020). Въпреки това, невронните механизми на паметта при деца с ASD все още не са добре изяснени.

Целта на това проучване беше да разкрие невронните основи на атипичната памет при младежи с ASD, които са свързани с тяхното негъвкаво поведение. Използвахме тестове за научаване на имена на картини (незабавно разпознаване) и тестове за забавено разпознаване, за да измерим ефективността на паметта при деца с ASD и TD. За оценка на негъвкавите характеристики на паметта при ASD. ние оценихме постоянството на паметта, като класифицирахме ефективността на забавеното разпознаване въз основа на ефективността на незабавното разпознаване за всеки елемент. Използвахме успешна производителност на паметта (т.е. последователни правилни отговори както в тестове за незабавно, така и при тестове за забавено разпознаване) като индекс на твърдост на паметта и също така класифицирахме печалби и изкривявания в теста за забавено разпознаване, което предполага по-малко твърдост на паметта. За да разберем по-добре характеристиките на паметта при ASD, ние изследвахме корелациите между успешното представяне на паметта и FC в състояние на покой както при ASD, така и при TD младежи.

Методи Участници

Участниците се състоеха от 41 ASD (29 момчета и 12 момичета) и 82 TD (58 момчета и 24 момичета) японски деца с пълен IQ (FSIQ) по-голям или равен на 70, на възраст от 7 до 16 години. Първоначално 47 ASD и 92 TD участваха деца; въпреки това, поради движение на главата в някои от данните за изображения (отклоняващи се от критериите, описани в раздел „Анализ на FC данни в състояние на покой“), ние анализирахме само данни от 41 ASD и 82 TD участници. Ръкохватката е определена с помощта на Единбургския инвентар за ръчност. Нашата оценка на социално-икономическия статус (SES) се състоеше от запитвания, свързани с годишния доход на семейството (седем променливи), и беше измерена образователната квалификация на двамата родители (средно за двамата родители). Техните средни характеристики са представени в таблица 1. Потвърдихме клиничната диагноза на ASD на участниците (въз основа на Диагностичен и статистически наръчник за психични разстройства (4-то издание: DSM-IV) или Диагностичен и статистически наръчник за психични разстройства (5-то издание; DSM-V )използвайки японската версия на Преработеното диагностично интервю за аутизъм (ADI-R) и/или японската версия на Диагностичния график за наблюдение на аутизма, второ издание (ADOS-2). Критериите за изключване и за двете групи включват история на или настоящи психотични разстройства, тежка травма на главата, епилепсия, генетични заболявания и интелектуално увреждане (FSIQ< 70).="" trained="" examiners="" carried="" out="" intelligence="" testing="" using="" the="" japanese="" version="" of="" the="" wechsler="" intelligence="" scale="" for="" children,="" fourth="" edition="">

Участниците с аутизъм бяха наети чрез (1) оторизирани организации с нестопанска цел за хора с нарушения в развитието и (2) реклама във вестник. Участниците в TD бяха наети чрез обява във вестник. Беше получено писмено информирано съгласие от всеки родител на субекта в съответствие с Декларацията от Хелзинки. Това проучване е одобрено от Комитета по етика на университета Тохоку.

памет. Използвахме японската версия на теста за заучаване на името на картина на Atlantis (Maruzen Publishing Co., Ltd, Токио, Япония) на Kaufman Assessment Battery for Children, Second Edition (KABC-I; Kaufman & Kaufman, 2004). Този тест измерва способността на човек да научава нова информация и се състои от тестове за незабавно и забавено разпознаване (Фигура 1). Този тест е проведен извън скенера за магнитен резонанс (MRI).

Тест за обучение (незабавно разпознаване). Снимките бяха организирани в три категории фантастични карикатури, включително четири риби, четири растения и четири черупки. Рибите имаха имена от две срички, растенията имаха имена от три срички, а черупките имаха имена от четири срички. Връзката категория-сричка число може да подобри паметта и също така да предизвика фалшиво разпознаване във всяка категория. Експериментаторът показа на участниците всяка снимка една по една във фиксиран ред, като ги научи на съответните безсмислени имена. Общо участниците бяха обучени на 12 двойки имена на картини (риба: 2 срички, риба: 2 срички, риба: 2 срички, риба: 2 срички, растение: 3 срички, растение: 3 срички, растение: 3 срички, растение: 3 срички , shell: 4 срички, shell: 4 срички, shell: 4 срички и shell; 4 срички). Всяка картина беше представена на карта за обучение и показана на статив (като шоу с карти с картини) за приблизително 2 секунди, след което картата за обучение беше обърната, за да покаже карта за отговор, включваща набор от снимки за незабавно разпознаване. Експериментаторът прочете безсмисленото име на глас и инструктира участниците да посочат правилната снимка на картата за отговор. Използвани са дванадесет карти за обучение и 13 карти за отговаряне (посочване). Седем до 13 снимки, включително безименни снимки (три риби, едно растение и една черупка), бяха представени на картите с отговори. Всяка картинка беше използвана многократно на картите за отговаряне; 6 до 8 пъти за риби, 3 до 5 пъти за растения и 2 или 3 пъти за черупки. За първата карта с отговор участниците бяха помолени да посочат една снимка от масив (един опит). За втората карта участниците бяха помолени да посочат две снимки (две опита). От 3-та до 13-та карта с отговори участниците бяха помолени да посочат две, три, три, четири, пет, четири, пет, седем, шест, шест и шест снимки от съответните масиви. Имаше общо 54 опита за учене (незабавно разпознаване), два от които включваха посочване на картина без име. Посочването на правилната картина се определя като правилно учене. Посочването на неправилна картина в правилната категория на картината (риби/растения/черупки) се определя като обучение по категория. За всеки неправилен отговор експериментаторът предоставя незабавна обратна връзка и правилния отговор, с изключение на случая на двете безименни снимки и последната (13-та) карта с отговор. Максималният възможен резултат както за правилно учене, така и за учене по категории беше 54.

Отговор (т.е. правилно заучаване, заучаване на категории и неправилно заучаване) в крайния опит за заучаване за всяка картина на 11-та до 13-та карти бяха използвани за категоризиране на производителността на паметта, в детайли, както е показано по-долу. Обратна връзка за заучаване на категории и неправилно заучаване беше дадена за седем снимки на ll-та и 12-та карта, докато не беше дадена обратна връзка за пет снимки на 13-та карта. За окончателните опити за учене на 12 картини нивото на шанса за правилното учене беше 0.08 до 0.09(1/l3 до 1/1l ), а това на обучението по категории беше 0,36 до 0,38 (5/13 до 5/11).

Тест за разпознаване (отложено разпознаване). По време на периода на забавяне участниците попълниха въпросник за връзката си с родителите си, който се състоеше от 12 0 елемента. Приблизително 17 минути след теста за обучение проведохме тест за забавено разпознаване, използвайки 12 двойки имена на картини и подобна процедура като последната (13-та) карта с отговори на теста за обучение. Използвани са две карти за отговаряне, включващи общо 12 снимки, включително 11 стари снимки (показани в учебния тест) и 11 нова картина. Редът на 12-те подкани за рисуване на картини беше идентичен с този на учебния тест. Посочването на правилната картина се определя като правилно разпознаване. Посочването на неправилна картина в правилната категория картина се определя като разпознаване на категория. Максималният възможен резултат както за правилно разпознаване, така и за разпознаване на категория беше 12. Нивото на шанс за правилно разпознаване беше 0,08(1/12), а това за разпознаване на категория беше 0,33 или 0,5(4 /12 до 612).

За да оценим подробно паметта, ние класифицирахме ефективността на разпознаването в пет категории според отговора на участника в последния тест за обучение за всяка картина: УСПЕХ, ЗАБРАВЯНЕ, ВЪЗСТАНОВЯВАНЕ, РАЗГЛЕЖДАНЕ и ПЕЧАЛБА (Фигура 1, долу вдясно). УСПЕХЪТ беше определен като правилен отговори както при учене, така и при разпознаване (т.е. дават правилни отговори както при тестове за незабавно, така и при тестове за забавено разпознаване) и отразяват здравината или стабилността на паметта. УСПЕХЪТ беше индексът на интерес в това проучване, тъй като демонстрира твърдостта на паметта при децата. ЗАБРАВЯВАНЕТО беше определено като правилно учене с неправилно разпознаване. DECAY се определя като правилно/категорично учене с последващо неправилно разпознаване на категория. GAIN беше категория/неправилно обучение с правилно/разпознаване на категория. ВЪЗСТАНОВЯВАНЕТО беше неправилно учене, но правилно разпознаване. Несъответствието между незабавното и забавеното разпознаване предполага по-ниска твърдост на паметта. Неправилните отговори, както при ученето, така и при разпознаването, не бяха категоризирани, защото не оставиха следи от паметта. Максималният възможен резултат за всяко класифицирано представяне на разпознаване беше 12. В крайна сметка ние анализирахме само корелациите между резултатите за УСПЕХ и силата на FC в състояние на покой. Поради малкия брой отговори и липсата на вариация в останалите четири индекса, те не бяха използвани за корелационни анализи.

Ефекти на възрастта върху паметта. Корелациите (коефициенти на корелация на Pearson) между възрастта и представянето на паметта бяха изчислени, за да се изследват ефектите на възрастта върху паметта и в двете групи (ASD и TD). Груповите разлики във всяка производителност на паметта бяха тествани с помощта на z-трансформация на Fisher.

Придобиване на изображение. Всички изображения са получени с помощта на скенер Philips Intera Achieva 3.0T. За функционално магнитно-резонансно изобразяване в състояние на покой (fMRI),34 трансаксиални изображения с градиентно ехо (64×64 матрица, време на повторение (TR)=2000ms, време на ехо (TE)=30ms , зрителното поле (FOV){{10}}cm, 3,75mm дебелина на среза,размер на воксела=3.75×3,75×3,75mm³'）, покриващо целия мозък, са получени с помощта на ехо-планарна последователност , За това сканиране бяха получени 160 функционални обема (продължителност на сканирането от 5 минути и 20s), докато субектите почиват (отварят очи и не се движат, не спят и не мислят за нищо) .Триизмерни T1-претеглени изображения бяха събрани с помощта на предварително подготвена за намагнитване последователност с бърз градиент-ехо (MPRAGE) (240×240 матрица, TR=6.5ms, TE =3ms, време за инверсия (TI)=71lms, FOV=24cm, 162 среза, 1,0 mm дебелина на среза, размер на воксела=1.0 × 1,0 × 1,0 mm' , продължителност на сканирането от 8 минути и 3 секунди).

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), за да се отчете прекомерното движение на главата на децата. Въз основа на този критерий изключихме данни от 6 от участниците в 47ASD и 9 от 93 участници в TD.

Избрахме четири области на интерес (ROI) от проучване на FC в състояние на покой при здрави възрастни (Wagner et al.2016). Ляв преден хипокампус (MNI координати на -28, -12, -20), ляв заден хипокампус (-28, -24, -12), десен преден хипокамп (28.-12.-20) и десен заден хипокампус (32, -22, -12)—всички със сфера с радиус 6 mm—са дефинирани като семена ROls. Предно-задната сегментация на хипокампа е в съответствие с друго проучване, изследващо активирането, свързано с паметта, в широк възрастов диапазон (6.8-80.8 години) с MNI координати на y=-21, съответстващи на появата на uncus на парахипокампалния гирус (Langnes et al, 2019). Корелациите на Pearson между средния времеви ход на всяка ROI и тази на всеки воксел от цял ​​мозък бяха изчислени на ниво единичен субект и коефициентите на корелация бяха трансформирани с помощта на z-трансформация на Fisher.

За груповото сравнение на корелациите между SUCCESS (правилно обучение и извличане) и FC, ние извършихме анализ на дисперсията (ANOVA) с ковариати на SUCCESS score.age, sex, FSIQ и FD. Ние също така извършихме множество регресионни анализи за всеки ( ASD и TD) участник, използващ коефициенти на корелация на FC и SUCCESS, като възраст, пол, FSIO и FD са ковариати. Приложихме статистически праг за фамилна грешка (FWE) на 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="">

Резултати

Характеристики на участниците

Както е показано в таблица 1, няма значими групови разлики във възрастта (t тест с две извадки, t(121)=0.94, p=0.35), FSIQ (неравномерна вариация, t (61)=1.55, p{{10}}.13), или FD (t(121)=0.39, p=0.7{ {33}}). Ефективност при учене и разпознаване Участниците с ASD имаха сходни резултати с тези с TD както при правилно учене, така и при правилно разпознаване, но имаха малко по-ниски резултати от участниците с TD при обучение по категории (Фигура 2). Не наблюдавахме значими групови разлики в средния брой на правилното учене (ASD: 41,6, TD: 40,0, t(121)=1.27, p=0.21), правилното разпознаване (ASD: 7,7, TD: 7.7, t(121)=−0.12, p=0.91), или разпознаване на категория (ASD: 3.1, TD: 2.9, t(121)=0.46, p=0.65). Само незначителни неправилни разпознавания са наблюдавани и в двете групи (ASD: 1.2, TD: 1.4). Не открихме значително по-голямо учене на категория при TD, отколкото при ASD (ASD: 8.7, TD: 10.3, t(121)=−1.70, p=0.091).

Класифицираната производителност на паметта (Фигура 3) разкрива по-малко ПЕЧАЛБА при участниците с ASD, отколкото тези с TD (ASD: 1,76 срещу TD: 2,50, t(102)=2.71, p=0 .008). Няма значителни групови разлики в другите мерки (УСПЕХ: t(121)=1.59, p=0.12; ЗАБРАВЕН: t(121)=−0.36, p{ {19}}.72; РАЗГЛЕЖДАНЕ: t(121)=0.21, p=0.8; и ВЪЗСТАНОВЯВАНЕ: t(121)=0.84, p{{29} }.42). Ние анализирахме само корелациите между резултатите за УСПЕХ и силата на FC в състояние на покой поради малкия брой отговори и липсата на вариация в другите четири индекса.

Корелациите между възрастта и ефективността на паметта са показани в таблица 2. Възрастта е положително, но слабо свързана (r > 0.2) с правилното учене само при младежи с TD, което показва свързано с възрастта подобрение на паметта, въпреки че няма значителни групови разлики в са наблюдавани корелации между възрастта и работата на паметта.

Групови разлики в корелациите между FC в състояние на покой и успешни резултати за извличане

Децата с TD показват по-големи корелации между FC в състояние на покой и УСПЕХ, отколкото децата с ASD в левите хипокампални мрежи (Фигура 4). Тези мрежи бяха както следва: лявата предна хипокампусна ROI и лявата долна фронтална извивка, лявата предна хипокампусна ROI и левият дорзолатерален префронтален кортекс, лявата предна хипокампусна ROI и задната част на зъбния кортекс и лявата задна хипокампусна ROI и медиалният префронтален кортекс (Таблица 3). Децата с ASD не показват по-голяма FC в състояние на покой, отколкото децата с TD във всяка мрежа.

Корелации между FC в състояние на покой и успешни резултати за извличане във всяка група

При TD силата на свързване между десните предни хипокампални ROI и лявата окципитотемпорална кора и между десните предни хипокампални ROI и десния дорзолатерален префронтален кортекс показа значителни положителни корелации с успешни резултати за извличане (Фигура 5 и Таблица 4). Тези коефициенти на корелация (r на Pearson) бяха съответно 0.45 и 0.45 и бяха post hoc ненезависими оценки, които са кръгови оценки и вероятно са завишени (Kriegeskorte et al., 2010).

При ASD, силата на свързване между левия заден хипокампус и левия долен париетален лобул и между левия заден хипокампус и задния цингуларен кортекс показва значителна отрицателна корелация с успешни резултати за извличане (Фигура 6 и Таблица 4). Тези коефициенти на корелация (r на Pearson) бяха -0.59 и -0.64, съответно, и бяха post hoc ненезависими оценки, както е показано по-горе. Не са открити други значими корелации.

Дискусия

Младежите с ASD показаха сравнимо учене и разпознаване на имена на картини с младежи с TD, което предполага непокътнато визуално-слухово свързване. Независимо от техните сравними резултати при учене и разпознаване, младежите с ASD показаха значително по-малко печалби при извличане от техните връстници с TD. По-малко печалби в паметта сочат негъвкава памет при ASD. По този начин нетипичното обучение в детството може да бъде фактор, свързан с нетипичното познание и поведение при ASD.

Релационната памет може да включва положителни корелации между успешната памет и невронната свързаност сред индивидите с TD. FC в състояние на покой между предния хипокампус и по-високите зрителни зони след релационно обучение е свързано с по-добра производителност при извличане (Murty et al., 2017). По същия начин се съобщава, че предният хипокампален FC в състояние на покой може по-добре да предвиди асоциативна памет (Persson et al., 2018). Сред здравите млади възрастни десният преден хипокампус и десният дорзолатерален префронтален кортекс участват в стабилно успешно извличане (Hashimoto et al., 2011). Във връзка с това, предната хипокампална мрежа може да бъде свързана със съзряването на паметта (Demaster & Ghetti, 2013).

В нашето проучване успешната производителност на паметта е положително корелирана с дясната предна хипокампална мрежа при TD, докато тя е отрицателно корелирана с лявата предна хипокампална мрежа при ASD. Не открихме положителни корелации с хипокампалните мрежи в ASD. Нашето откритие, че FC е по-нисък в левите хипокампални мрежи на младежи с ASD, отколкото в тези на младежи с TD, е в съответствие с предишен доклад, идентифициращ глобално слаб FC при младежи с ASD (Yerys et al., 2017). При здрави възрастни десният хипокампус се свързва с разпределена мрежа, докато левият хипокампус е свързан с предни лимбични области (Robinson et al., 2016). Съобщава се за дясно-лява асиметрия в развитието на обема на хипокампа, както при TD, така и при ASD (Reinhardt et al., 2020). Функционалната латерализация на хипокампуса може да бъде включена в развитието на паметта при TD деца и нетипичното развитие на латерализацията на хипокампуса може да бъде свързано с проблемите на индивидите с ASD със социално взаимодействие, комуникация и негъвкаво поведение.

Освен това намалената свързаност, очевидна в левите хипокампални мрежи на индивиди с ASD, предполага използването на локални системи за памет, които могат да бъдат свързани с нерелационна памет. Независимото използване на левия преден хипокампус и париеталните области също може да обясни успешните резултати от паметта на нашите участници в ASD. Изключването на мрежата за извличане на сложна и свързана информация, включително самосвързана памет (Sheldon et al., 2016), може да подобри простата асоциативна памет (име на картина) при младежи с ASD. Като се имат предвид по-ниските печалби на паметта им в теста за разпознаване, младежите с РАС в това проучване може да са приложили обучение, базирано на предмети или просто обвързване, вместо стратегии за памет, като релационно обучение (Wojcik et al., 2018). По-слабото свързано с възрастта подобрение в ученето и разпознаването при лица с ASD може да сочи към тяхната зависимост от основни, прости и рано развити процеси на паметта.

Наблюдавахме значително по-малко печалби на паметта в групата с ASD, отколкото в групата с TD, тъй като техните показатели за учене и извличане бяха сравними. Въпреки че нивата на шанса както на изучаването на категории, така и на разпознаването бяха високи, груповата разлика беше открита само по отношение на печалбата. Ниското релационно обучение и негъвкавото извличане в детството могат да увеличат ограниченото и повтарящо се поведение при пациенти с ASD (Gaigg et al., 2015; Lopez et al., 2005; Wojcik et al., 2018). По-ниската способност за привикване и обобщаване може да бъде свързана с характеристиките на паметта на пациентите. Междувременно силната памет за елементи може да компенсира слабата релационна памет при деца с ASD, което може да помогне за развитието на запомнящо се представяне, което е сравнимо с това на децата с TD.

Ограничения

Първото ни ограничение е, че не използвахме по-строги критерии за изключване (FD > 0.2 mm) за движение на главата, тъй като това допълнително би намалило размера на извадката (Satterthwaite et al., 2012). Независимо от това, нашите критерии са в съответствие с предишни проучвания за ASD (Falahpour et al., 2016; Gao et al., 2019). Друго ограничение е, че половите разлики в развитието както на ASD, така и на хипокампалната мрежа могат да представляват объркващ фактор в това проучване (Lai et al., 2017; Riley et al., 2018). Високите нива на вероятност както за изучаване на категории, така и за разпознаване на категории биха могли да нарушат надеждността на GAIN и DECAY, въпреки че ниво, много по-високо от това на случайността в тестовете за правилно незабавно и забавено разпознаване предполага по-малко произволни отговори. И накрая, в допълнение към резултата SUCCESS, по-ниските резултати DECAY и GAIN (представляващи по-малко промени в паметта) могат да показват твърда памет; въпреки това, малкият брой отговори в това проучване ограничава оценката на тези невронни корелати.

Заключение

Ученето и разпознаването на двойки име-картинка са непокътнати при деца с ASD, но тези индивиди показват по-малко промени в паметта, отколкото техните връстници с TD. Локалните системи на паметта, които не зависят в голяма степен от хипокампалните мрежи, могат да бъдат включени в твърдата памет при ASD, а контекстно-независимата и по-малко релационна обработка на паметта може да бъде свързана с по-малко печалби на паметта при тези индивиди. Тези нетипични характеристики на паметта при хора с разстройство на аутизма могат да преувеличат тяхното негъвкаво поведение в някои ситуации или – обратното – тяхното нетипично поведение може да доведе до твърди и по-малко свързани спомени. В светлината на това нашите открития могат да подобрят нашето разбиране за развитието на паметта при хора с ASD. Получените стратегии и механизми за учене могат да представляват интерес за преподаватели, родители и лица с ASD, които след това могат да се възползват от тези прозрения, за да подобрят ефективността на специалното образование.