评估大脑阅读网络中的连接
当我们阅读时,信息在大脑不同部分的语言处理中心之间的信息拉链,沿着白质的神经高速公路行驶。这种协调的活动使我们能够破译单词并理解其含义。许多神经科学家怀疑,白质的变化可能是阅读能力差异的基础,并希望通过确定涉及哪些白质管,他们将能够指导针对阅读技能挣扎的儿童的更有效干预措施的发展。
在1月14日的在线出版物中神经图像,麻省理工学院麦戈文脑研究所的科学家迄今为止最大的脑成像研究报告,以评估白质结构与阅读能力之间的关系。他们的发现表明,如果白质缺陷是阅读障碍的重要原因,则需要新的策略来固定它们。
白质由绝缘神经纤维束组成。麻省理工学院的Grover Hermann健康科学技术教授John Gabrieli说,可以将其视为大脑的互联网。加布里里(Gabrieli)解释说:“这是连接性:大脑在一定距离内交流的方式,以及诸如阅读之类的能力。”
为了可视化白质并研究其结构,神经科学家使用成像技术称为扩散加权成像(DWI)。图像是通过跟踪大脑中水分子的运动来收集在MRI扫描仪中的。用于解释这些图像的关键措施是分数各向异性(FA)随着神经纤维的许多物理特征而变化,例如它们的密度,直径和绝缘程度。尽管FA并未直接测量这些特性,但它被认为是白质区域内结构完整性的指标。
几项研究发现,一个或多个白质区的FA较低孩子们与具有更强阅读能力的儿童相比,阅读分数低或阅读障碍。但是这些研究很小,通常只涉及几十个孩子 - 他们的发现不一致。因此,很难将阅读问题归因于大脑特定部分之间的不良联系。
希望能够收获更结论性的结果,加布里埃利(Gabrieli)和史蒂文·迈斯勒(Steven Meisler)是哈佛大学计划和听取生物科学和技术的研究生,他们正在加布里埃利实验室(Gabrieli Lab)完成博士学位,转向通过可通过的大量高质量的大脑图像。儿童思维学院的健康大脑网络。使用从686名儿童和最先进的分析方法收集的DWI图像,他们评估了20个白质区域的FA,这些白质图被认为对阅读很重要。
在数据集中代表的孩子具有多样化的阅读能力,但是令人惊讶的是,当他们比较有或没有阅读障碍的孩子时,Meisler和Gabrieli发现20段中的任何一个中的FA都没有显着差异。他们也没有发现白质FA和儿童的整体阅读分数之间的任何相关性。
更详细的分析确实将阅读能力与两个特定白质区的FA联系起来。研究人员只有在将分析范围缩小到8岁以上的儿童时才检测到相关性,这些儿童通常正在阅读学习,而不是学习阅读。在这个小组中,他们发现了两个白质区,他们的FA在以特定阅读技能为苦苦挣扎的孩子中较低:阅读“伪金”。读取胡说八道的能力用于评估字母和声音之间关系的知识,因为可以通过经验和记忆来识别真实单词。
这些区域中的第一个连接额叶和顶叶的语言处理中心脑地区。其他包含将脑干与小脑联系起来的纤维,并可能有助于控制观察和跟踪单词所需的眼睛运动。Meisler和Gabrieli与阅读分数相关的FA差异很小,目前尚不清楚它们的含义。Meisler说,由于这两个领域中的凝聚力较低,仅在年龄较大的孩子中与较低的伪读读数有关,因此这可能是由于患有阅读障碍而不是原因的结果。
这些发现并不排除白质结构在阅读障碍中的作用,但他们确实建议研究人员需要另一种方法来查找相关特征。Meisler说:“我们的结果表明,FA与阅读能力无关。”他说,在未来的研究中,研究人员可能需要利用更先进的图像分析方法来评估更直接反映的功能白质作为信息管道的能力。
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