مشکلات یادگیری ناشی از اتصالات ضعیف مغز است، نه نواحی ویژه‌ای از مغز

محققان دانشگاه کمبریج می گویند: مشکلات مختلف یادگیری به نواحی خاصی از مغز مرتبط نیست (آن طور که قبلا تصور می شد)، در عوض اتصال ضعیف بین 'مراکز' یا 'هاب‌هایی' در مغز، ارتباط بسیار شدیدتری با مشکلات کودکان دارد.

دانشمندان تلاش کرده اند تا با مطالعاتی که نواحی بیشماری از مغز را در بر می گیرد، مناطق به‌خصوصی از مغز که ممکن است منجر به بروز این مشکلات شده باشند را شناسایی کنند. برای مثال، اختلال نقص توجه بیش فعالی (ADHD) با قشر سینگولیت قدامی، هسته‌ی دم دار، گوی رنگ پریده (پالیدوم)، جسم مخطط (استرایاتوم)، مخچه، قشر پری فرونتال، قشر پری موتور و بیشتر قسمت‌های لوب آهیانه، مرتبط است.

یک تفسیر احتمالی این است که هر تشخیص بین یک فرد و فرد دیگر آنقدر متفاوت است که هر یک شامل ترکیبات متفاوتی از نواحی مغز می شود.‌

با این حال، یک تفسیر بحث برانگیزتر توسط تیمی از دانشمندان در انجمن تحقیقات پزشکی (MRC)، واحد علوم شناختی و مغز دانشگاه کمبریج ارائه شده است که می گوید: در واقع، هیچ قسمتی از مغز وجود ندارد که مشخصا این مشکلات را ایجاد کند.

محققان برای آزمایش فرضیه ی خود از یادگیری ماشین برای نقشه برداری از تفاوت های مغزی در میان گروهی از تقریبا ۴۷۹ کودک که ۳۳۷ نفر از آ‌نها دارای مشکلات شناختی مرتبط با یادگیری و ۱۴۲ نفر از یک نمونه ی مقایسه‌ای بودند استفاده کردند.

این الگوریتم داده هایی که از تعداد زیادی از اندازه‌گیری‌های شناختی، یادگیری و رفتاری و همچنین اسکن های مغزی که توسط MRI (تصویر برداری تشدید مغناطیسی) گرفته شده است را تفسیرکرد.

محققان دریافتند که تفاوت‌های مغزی به هیچ یک از ویژگی‌هایی که به کودکان اطلاق شده بود نگاشت نشدند، به بیان دیگر، مثلا هیچ ناحیه‌ای از مغز وجود نداشت که داشتن ADHD (اختلال نقص توجه و بیش فعالی) و ASD (اوتیسم) را پیش بینی کرده باشد.

تعجب آور تر آنکه آنها دریافتند که نواحی مختلف مغز حتی مشکلات شناختی خاصی را نیز پیش بینی نکردند. در عوض، این تیم دریافتند که مغز کودکان در اطراف مراکزی، شبیه یک سیستم ترافیک بهینه یا شبکه ی اجتماعی، سازماندهی شده بود.

کودکانی که دارای نواحی مغزی با ارتباطات زیاد بودند یا دارای مشکلات شناختی بسیار خاصی مانند مهارت شنیداری ضعیف بودند و یا هیچ مشکل شناختی ای نداشتند.

در مقابل، کودکان دارای مراکز (مغزی) با اتصالات ضعیف-مانند یک ایستگاه قطار با انشعابات کم یا ضعیف- مشکلات شناختی گسترده و شدیدی داشتند.

دکتر دانکن استل، نویسنده ی ارشد این مطالعه گفت: "دانشمندان دهه ها است بحث می کنند که مناطق خاصی از مغز وجود دارند که داشتن اختلال یادگیری یا مشکل خاصی را پیش بینی می کنند، اما ما نشان داده ایم که این مساله ی اصلی نیست. در حقیقت، مهم تر این است كه چگونگی اتصال این مناطق مغز را بررسی كنیم - به طور خاص، اینکه آنها از طریق مراكز، بهم متصل هستند یا خیر. شدت مشکلات یادگیری به اتصال این مراکز مربوط بود، ما فکر می کنیم این مراکز نقشی کلیدی در به-اشتراک گذاری اطلاعات بین مناطق مغز دارند. "

این یافته ها می تواند توضیح دهد که چرا درمان دارویی برای اختلالات توسعه‌ی مغز مؤثر نبوده است. به عنوان مثال، متیل فنیدات (ریتالین) که برای درمان ADHD مورد استفاده قرار می گیرد ، بیش فعالی را کاهش می دهد ، اما مشکلات شناختی یا مشکلات پیشرفت تحصیلی را برطرف نمی کند.

محققان کمبریج پیشتر نشان داده اند که این مراکز و ارتباطات، همچنین نقش مهمی در اختلالات سلامت روان، از جمله اسکیزوفرنی دارند که در دوران نوجوانی بروز می‌کنند.