Hjärnskanning förutser kognitiv utveckling hos barn
Arbetsminnets kapacitet, det vill säga förmågan att behålla relevant information i minnet under en kort stund, har stor betydelse för barns skolprestationer. En ny studie från Karolinska Institutet visar nu att det går att använda en så kallad magnetresonanskamera för att förutse framtida kognitiva förmågor som till exempel arbetsminne.
Studien, som publiceras i Journal of Neuroscience och är den första i sitt slag, ger ny kunskap om hur barns hjärnor och kognitiva funktioner utvecklas och öppnar spännande möjligheter för framtida klinisk användning av hjärnskanning. Bland annat föreslår forskarna att metoden skulle kunna vara intressant för att hitta barn med risk för framtida svårigheter, såsom dyskalkyli (räknesvårigheter) eller ADHD, innan de psykologiska symtomen kan mätas på andra sätt och därmed sätta in stöd för dessa barn i ett tidigare skede.
Högre kognitiva funktioner är nödvändiga för att vi ska kunna fungera i vardagen, liksom för att barn ska kunna prestera bra i skolan. Under barndomen ökar våra kognitiva förmågor och detta sammanfaller med hjärnskanningsmätningar av hur hjärnans struktur och dess aktivitet utvecklas i övrigt. Det har dock varit oklart om hjärnstrukturen enbart återspeglar kognitiva funktioner i nuet eller om det med hjälp av denna avbildningsteknik går att förutse hur kognitionen kommer att utvecklas över tid?
I den nu publicerade studien har forskarna Henrik Ullman, Rita Almeida och Torkel Klingberg vid Karolinska Institutet försökt besvara frågan genom att kombinera olika former av så kallad magnetisk resonanstomografi (MRI) av hjärnan med nya statistiska metoder. I studien ingick 62 friska barn och ungdomar mellan 6 och 20 år. Deltagarna fick genomgå ett antal olika test för att mäta kognitiv förmåga, inklusive kapaciteten på arbetsminnet. De genomgick också så undersökning i magnetresonanskamera, där man tittade på hjärnans mognad av grå och vit substans samt hjärnaktivitet samtidigt som studiedeltagarna gjorde kognitionstest inne i kameran. En uppföljning gjordes efter två år, då deltagarna fick genomgå samma test och MR-undersökning igen. Det material som samlats in två år tidigare användes för att förutse deltagarnas arbetsminneskapacitet.
Resultaten visar att man med hjälp av MRI-tekniker i viss utsträckning kunde förutse hastigheten när det gäller kognitiv utveckling på ett sätt som inte var möjliget genom att enbart använda psykologiska testmetoder. Särskilt förändringar i de basala ganglierna och talamus, det vill säga djupt ner i hjärnan, föreföll ha betydelse för kognitiv utveckling, medan det som sker i hjärnbarken sammanfaller med dagsaktuell kognitiv kapacitet så som uppmätt med psykologiska testuppgifter. Enligt forskarna krävs ytterligare studier för att utvärdera testmetodens kliniska potential. De hoppas dock att den kommer bli ett av många exempel på hur experimentell neurovetenskap kan komma till praktisk nytta.
Forskningen har finansierats med anslag från Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Vetenskapsrådet, Riksbankens jubileumsfond samt Karolinska Institutets strategiska forskningsprogram för neurovetenskap, StratNeuro.
Läs ett pressmeddelande om studien
Publikation
Structural maturation and brain activity predict future working memory capacity during childhood development.
J. Neurosci. 2014 Jan;34(5):1592-8