Aivokuoren paksuuden yhteys kognitiiviseen inhibitioon 6-14 -vuotiailla lapsilla

Abstract

Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää aivokuoren paksuuden yhteyttä tarkkaavuuteen liittyvään kognitiiviseen inhibitioon tavanomaisesti kehittyvillä 6–14-vuotiailla lapsilla tavanomaisen kognitiivisen kehityksen ymmärtämisen laajentamiseksi. Tutkimus oli osa laajempaa kansainväliseen ChildBrain-verkostohankkeeseen kuuluvaa projektia. Otos koostui 69 lapsesta, joilla ei ollut neurologisia häiriöitä eikä poikkeavuuksia kognitiivisessa kehityksessä. Aikaisemman kirjallisuuden perusteella tähän tutkimukseen valittiin yhdeksän aivokuoren aluetta molemmilta aivopuoliskoilta. Aivojen magneettiresonanssikuvaus (MRI) suoritettiin Synlabissa Jyväskylässä, ja aivokuoren paksuus valituilta alueilta analysoitiin FreeSurfer-ohjelmistolla käyttäen Desikan-Killiany-jaottelua. Inhibition tason mittarina käytettiin stop signal -tehtävän reaktioaikaa (stop-signal reaction time: SSRT), ja kontrollimuuttujina toimivia kielellistä ja ei-kielellistä päättelyä mitattiin WISC-III:n samankaltaisuudet ja kuutiotehtävät -osatehtävillä. Aivokuoren paksuuden ja behavioraalisten tehtävien välisiä yhteyksiä tarkasteltiin Pearsonin korrelaatiokertoimen avulla. Lisäksi tutkimuksessa kontrolloitiin taustamuuttujina toimineiden iän ja sukupuolen vaikutus lineaarisen regressiomallin ja Pearsonin korrelaatiokertoimen avulla. Tulokset osoittivat aivokuoren paksuuden olevan yhteydessä inhibition tasoon vasemman aivopuoliskon medial orbitofrontal -alueella. Kontrollimuuttujana toimineen kielellisen päättelyn havaittiin olevan yhteydessä aivokuoren paksuuteen vasemman aivopuoliskon superior temporal -alueella. Ikä ei ollut yhteydessä aivokuoren paksuuteen tutkimukseen valituilla aivokuoren alueilla, mutta sukupuolella havaittiin olevan yhteyttä usean aivokuoren alueen paksuuden ja inhibitiotehtävässä suoriutumisen kanssa. Tulokset antoivat Suomessa aikaisemmin tutkimatonta tietoa aivokuoren paksuuden yhteydestä kognitiiviseen inhibitioon kehittyvissä aivoissa tavanomaisesti kehittyvillä lapsilla, ja osoittivat inhibition kannalta keskeisten aivokuoren alueiden heijastavan juuri inhibition kehitystä laajemman kognitiivisen kehityksen sijaan. Tuloksia tulisikin hyödyntää sovellettaessa tietoa käytäntöön sekä tavanomaisen että poikkeavan kognitiivisen kehityksen ymmärtämisen tueksi.

The aim of this study was to investigate the relationship between cortical thickness and cognitive inhibition of attention in typically developing children between 6–14 years to understand normal cognitive development. The study was part of a subproject of the international ChildBrain project. The sample of this study comprised 69 children. The children did not have neurological disorders or disabilities in cognitive development. Based on earlier literature nine cortex areas from both hemispheres were chosen to this study. Magnetic resonance imaging (MRI) was operated in Synlab Jyväskylä and scanning was processed using FreeSurfer software and the Desikan-Killiany atlas. Inhibition was measured by the stop-signal reaction time (SSRT) and verbal and non-verbal comprehension were measured by similarities and block design from WISC-III. The relations between cortical thickness and behavioral assignments were examined with Pearson’s correlation. Additionally, age and gender were controlled with linear regression model and Pearson’s correlation. The results of this study indicated that inhibition was related to cortical thickness in the left medial orbitofrontal area. The relation between verbal comprehension and cortical thickness were noticed in the left superior temporal area. Age of the participants was not connected to cortical thickness but gender had a connection to cortical thickness in many brain regions. Gender was also connected with success in stop-signal task. The results gave us new information about the relationship between cortical thickness and cognitive inhibition in typically developing children and indicated that there are cortex areas that are specific for the development of inhibition but not for other parts of cognivite development. These results can be exploited to understand better both normal and abnormal cognitive development.