劍橋大學的研究人員說，不同的學習困難并不對應于大腦的特定區(qū)域。取而代之的是，大腦內“樞紐”之間的連通性差與孩子的困難密切相關。

全世界有14-30%的兒童和青少年的學習困難嚴重到需要額外的支持。這些困難通常與認知和/或行為問題有關。在某些情況下，在學校苦苦掙扎的孩子會被正式診斷為特定的學習困難或殘疾，例如閱讀障礙，吞咽困難或發(fā)育性語言障礙，或發(fā)育障礙，例如注意缺陷和多動癥(ADHD)，運動障礙，或自閉癥譜系障礙。

科學家們努力尋找可能導致這些困難的特定大腦區(qū)域，而研究牽涉到無數大腦區(qū)域。例如，ADHD已與前扣帶回皮層，尾狀核，蒼白球，紋狀體，小腦，前額葉皮層，運動前皮層和大部分頂葉相連。

一種可能的解釋是，每個診斷與另一個診斷之間的差異如此之大，以至于每個診斷都涉及不同的大腦區(qū)域組合。但是，劍橋大學MRC認知和腦科學組的一組科學家提出了更具挑釁性的解釋：實際上，沒有特定的大腦區(qū)域會引起這些困難。

為了檢驗他們的假設，研究人員使用機器學習繪制了大約479名兒童的大腦差異圖，其中有337名兒童被發(fā)現患有與學習有關的認知問題，而其中的142名來自比較樣本。該算法解釋了從大量認知，學習和行為測量以及使用磁共振成像(MRI)進行的腦部掃描獲得的數據。結果今天發(fā)表在《當代生物學》上。

研究人員發(fā)現，大腦的差異并未映射到給孩子的任何標簽上;換句話說，例如，沒有大腦區(qū)域預測患有ASD或ADHD。更令人驚訝的是，他們發(fā)現不同的大腦區(qū)域甚至都沒有預測到特定的認知困難-例如，對于語言問題或記憶困難，沒有特定的大腦缺陷。

相反，研究小組發(fā)現孩子們的大腦是圍繞樞紐組織的，例如高效的交通系統或社交網絡。大腦中樞連接良好的孩子要么有非常具體的認知困難，例如聽覺技能差，要么根本沒有認知困難。相比之下，樞紐連接不暢的孩子(例如火車站很少或連接不暢)具有廣泛而嚴重的認知問題。

這項研究的資深作者鄧肯·阿斯特爾博士說：“數十年來，科學家一直在爭論某些特定的大腦區(qū)域預測會有特定的學習障礙或困難，但是我們已經證明事實并非如此。”“實際上，考慮這些大腦區(qū)域如何連接-更重要的是，是否通過集線器進行連接更為重要。學習困難的嚴重程度與這些集線器的連接性密切相關，我們認為，因為這些集線器起著關鍵作用在大腦區(qū)域之間共享信息中扮演重要角色。”

Astle博士說，他們工作的一個暗示是，這表明干預措施應減少對診斷標簽的依賴。

“接受診斷對于家庭很重要。它可以使孩子的困難得到專業(yè)的認可，并為獲得專家支持敞開大門。但是就具體的干預措施(例如來自孩子的老師的干預)而言，這可能會分散他們的注意力。

“最好看看他們的認知障礙領域以及如何解決這些障礙，例如使用特定的干預措施來提高聽力技能或語言能力，或者采用對整個班級都有利的干預措施，例如如何減少工作量學習過程中的記憶需求。”

該發(fā)現可以解釋為什么藥物治療尚未被證明對發(fā)育障礙有效。例如，用于治療注意力缺陷多動障礙的哌醋甲酯(利他林)似乎可以減輕機體過度活躍，但不能消除認知障礙或提高教育進度。藥物趨向于針對特定類型的神經細胞，但對已經出現多年的基于“樞紐”的組織幾乎沒有影響。

雖然這是首次證明集線器及其連接在學習困難和發(fā)育障礙中起關鍵作用，但近年來它們在腦部疾病中的重要性變得越來越明顯。劍橋大學的研究人員先前已經表明，它們在精神健康疾病中也起著重要作用，這種疾病在青春期開始出現，例如精神分裂癥。

該研究由醫(yī)學研究理事會資助。