Conectividad funcional intrínseca del hipocampo subyacente a la memoria rígida en niños y adolescentes con trastorno del espectro autista: un estudio de casos y controles

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Teruo Hashimoto1, Susumu Yokota2, Yutaka Matsuzaki1 y Ryuta Kawashima

Resumen

Aprendizaje y memoria atípicosen la vida temprana puede promover comportamientos atípicos en la vida posterior. Menos aprendizaje relacional y recuperación inflexible en la infancia pueden mejorar los comportamientos restringidos y repetitivos en pacientes con un trastorno del espectro autista. El propósito de este estudio fue dilucidar los mecanismos dememoria atípicaen niños con un trastorno del espectro autista. Llevamos a cabo pruebas de aprendizaje de pares de imágenes y nombres y de reconocimiento tardío con dos grupos: un grupo con niños con trastorno del espectro autista de alto funcionamiento (de 7 a 16 años, n=41) y un grupo con niños con un desarrollo normal (n{{ 5}}) que coincidían con la edad, el sexo y el coeficiente intelectual del primer grupo. Evaluamos las correlaciones entre las puntuaciones de reconocimiento exitosas y la conectividad funcional en estado de reposo de la semilla al cerebro completo. Aunque tanto el rendimiento de aprendizaje como el de recuperación fueron comparables entre los dos grupos, observamos un aprendizaje de categoría ligeramente inferior y ganancias de memoria significativamente menores en el grupo con trastorno del espectro autista que en el grupo con desarrollo típico. La red del hipocampo anterior canónico derecho estuvo involucrada en la memoria exitosa en jóvenes con un desarrollo típico, mientras que otros sistemas de memoria pueden estar involucrados en la memoria exitosa en jóvenes con un trastorno del espectro autista. El procesamiento de la memoria independiente del contexto y menos relacional puede estar asociado con menos ganancias de memoria en el trastorno del espectro autista. Estas características atípicas de la memoria en el trastorno del espectro autista pueden acentuar sus comportamientos inflexibles en algunas situaciones.

Laico abstracto

Aprendizaje y memoria atípicosen la vida temprana puede promover comportamientos atípicos en la vida posterior. Específicamente, un aprendizaje menos relacional y una recuperación inflexible en la infancia pueden mejorar los comportamientos restringidos y repetitivos en pacientes con un trastorno del espectro autista. El propósito de este estudio fue dilucidar los mecanismos dememoria atípicaen niños con un trastorno del espectro autista. Llevamos a cabo pruebas de aprendizaje de pares de imágenes y nombres y de reconocimiento tardío con dos grupos de jóvenes: un grupo con niños con trastorno del espectro autista de alto funcionamiento (de 7 a 16 años, n=41) y un grupo con niños con un desarrollo típico (n{ {4}}) que coincidían con la edad, el sexo y el coeficiente intelectual completo del primer grupo. Examinamos las correlaciones entre las puntuaciones de reconocimiento exitosas y la conectividad neuronal durante el reposo en el escáner de imágenes por resonancia magnética sin pensar en nada. Aunque tanto el rendimiento de aprendizaje como el de recuperación fueron comparables entre los dos grupos, observamos ganancias de memoria significativamente menores en el grupo con trastorno del espectro autista que en el grupo con desarrollo típico. La red de memoria estuvo involucrada en la recuperación exitosa de la memoria en jóvenes con desarrollo típico, mientras que los otros sistemas de memoria que no dependen en gran medida de las redes pueden estar involucrados en la memoria exitosa en jóvenes con un trastorno del espectro autista. El procesamiento de la memoria independiente del contexto y menos relacional puede estar asociado con menos ganancias de memoria en el trastorno del espectro autista. En otras palabras, los jóvenes con trastornos del espectro autista podrían beneficiarse de la memoria no relacional. Estas características de memoria atípica en el trastorno del espectro autista pueden exagerar sus comportamientos inflexibles en algunas situaciones o, viceversa, sus comportamientos atípicos pueden dar como resultado recuerdos rígidos y menos conectados.

Palabras clave: trastorno del espectro autista, desarrollo, hipocampo, aprendizaje, reconocimiento

Introducción

La flexibilidad cognitiva reducida en el trastorno del espectro autista (TEA) se caracteriza por intereses restringidos y comportamientos repetitivos (López et al., 2005). Algunas de las conductas inflexibles de los pacientes con TEA pueden estar relacionadas con sumemoria atípica. En los TEA se han demostrado estrategias atípicas de aprendizaje verbal (Bowler et al., 2009), menor uso de estrategias tanto en el aprendizaje como en la recuperación, y deficiencias en la recuperación detallada (Gaigg et al., 2015; Wojcik et al. 2018). La frecuencia de recuerdos traumáticos en jóvenes con TEA puede estar relacionada con su aprendizaje atípico y la recuperación de recuerdos organizados sin forma (Rumball, 2019), sobreespecificidad en el aprendizaje perceptivo (Harris et al, 2015), dificultades en el aprendizaje inverso (D'Cru et al. .,2013; South et al.,2012) y menos recuerdos falsos (Beversdorf et al..2000; Hillier et al..2007; Wojcik et al.,2018) sugieren una memoria atípica, inflexible y rígida en personas con TEA .

Además, Boucher ha informado perfiles cognitivos desiguales en TEA, como fuerza y ​​debilidad simultáneas en el dominio de la memoria (Boucher et al., 2012). Por ejemplo, Ring y colegas (2016) identificaron la memoria intacta de elementos y la memoria relacional deteriorada en adultos con TEA. La memoria de elementos se refiere al estudio de cada elemento de forma aislada, mientras que la memoria relacional se refiere al estudio de asociaciones entre una lista de elementos. Aunque tanto la codificación relacional como la específica de elementos mejoran la recuperación correcta, el proceso relacional puede desarrollar recuerdos falsos al combinar información entre elementos o eventos (Huff & Bodner, 2019), que luego se pueden recuperar y reconstruir en diferentes combinaciones. La distorsión es una característica de la memoria humana, y estos errores de memoria pueden ser adaptativos para la actualización de la memoria y comportamientos flexibles (Loftus, 2003; Schacter, 2007; Schacter et al, 201l). Mediante la reconstrucción flexible de elementos de experiencias pasadas, podemos simular futuros probables e improbables e imaginar versiones alternativas de experiencias pasadas (Schacter et al., 2015). Por el contrario, una memoria demasiado rígida, robusta y sin distorsiones puede restringir la modificación del pensamiento y la conducta. Los niños con TEA han exhibido una memoria de origen intacta pero una integración reducida de la memoria de origen y el pensamiento (Naito et al., 2020). La memoria fuerte para elementos aislados y la memoria débil para elementos asociados pueden relacionarse con la memoria rígida e inflexible en ASD.

En los niños con desarrollo típico (TD), la unión simple y la memoria asociativa se desarrollan antes, mientras que los procesos estratégicos y de control para la memoria relacional se desarrollan más tarde (Shing et al., 2010). La memoria de reconocimiento de elementos aislados/individuales parece desarrollarse a una edad temprana (4-5años) (Olson y Newcombe, 2014). La precisión del reconocimiento de objetos visuales de8-a 9-años de edad es comparable a la de los adultos, mientras que el recuerdo de hechos (conocimiento) se desarrolla linealmente entre los 4 y los 10 años (Riggins, 2014; Rollins & Cloude, 2018) La memoria relacional detallada se desarrolla lentamente después de los 6 años (Lee et al., 2016; Ngo et al., 2019). Además, las respuestas de reconocimiento tanto correctas como falsas aumentan con la edad, y el reconocimiento correcto está asociado con la actividad en el hipocampo (Paz-Alonso et al.,2008). Los niños con TD pueden usar la red del hipocampo para una memoria exitosa (Ngo et al., 2017; Ofen, 2012; Tang et al. 2018), y la maduración del hipocampo en el eje anterior-posterior puede respaldar una memoria exitosa (Demaster & Ghetti, 2013) . La diferenciación de codificación-recuperación en el eje anterior-posterior del hipocampo se ha observado en niños (Langnes et al, 2019), como tal. la conectividad neuronal alterada del hipocampo puede proporcionar información sobreaprendizaje y memoria atípicaen niños con TEA.

Los estudios de neuroimagen han sugerido que el TEA está asociado con una conectividad neuronal alterada (Di Martino et al. 2009; Hahamy et al. 2015; Just et al, 2012) y una conectividad funcional (FC) en estado de reposo globalmente más débil en niños (Yerys et al. ,2017). La CF atípica en estado de reposo en niños con TEA puede estar asociada con sus conductas inflexibles (es decir, restringidas y repetitivas) (Uddin et al., 2013, 2015). Estudios recientes con adultos sanos sugieren que la FC en estado de reposo puede predecir el rendimiento de la memoria (Dresler et al., 2017; Fjell et al., 2016), y que la transferencia de aprendizaje está relacionada con la FC (Gerraty et al, 2014). La conectividad relacionada con tareas alterada en adultos con TEA puede estar asociada con el aprendizaje (Schipul et al, 2012; Schipul & Just, 2016). Algunos estudios han sugerido que una red atípica prefrontal-cadera-pocampo y parietal-hipocampo posterior puede estar involucrada en los déficits de memoria relacionados con los TEA (Ben Shalom, 2003; Boucher & Mayes, 2012; Cooper et al. 2017; Solomon et al, 2015 ). Se han informado diferencias en el crecimiento del hipocampo derecho-izquierdo en niños sanos y desarrollo atípico en niños con TEA (Reinhardt et al.2020). Sin embargo, los mecanismos neuronales de la memoria en niños con TEA aún no se han dilucidado bien.

El propósito de este estudio fue revelar los fundamentos neuronales de la memoria atípica en jóvenes con TEA que se relacionan con sus comportamientos inflexibles. Utilizamos pruebas de aprendizaje de nombres de imágenes (reconocimiento inmediato) y reconocimiento tardío para medir el rendimiento de la memoria en niños con TEA y DT. Evaluar las características inflexibles de la memoria en los TEA. evaluamos la constancia de la memoria clasificando el rendimiento de reconocimiento tardío en función del rendimiento de reconocimiento inmediato para cada elemento. Usamos el desempeño exitoso de la memoria (es decir, respuestas correctas consecutivas tanto en las pruebas de reconocimiento inmediato como tardío) como índice de rigidez de la memoria, y también clasificamos las ganancias y distorsiones en la prueba de reconocimiento tardío que sugería una menor rigidez de la memoria. Para comprender mejor las características de la memoria en los TEA, examinamos las correlaciones entre el desempeño exitoso de la memoria y el FC en estado de reposo en jóvenes con TEA y TD.

Métodos Participantes

Los participantes consistieron en 41 ASD (29 niños y 12 niñas) y 82 TD (58 niños y 24 niñas) niños japoneses con un coeficiente intelectual (FSIQ) de escala completa mayor o igual a 70, de 7 a 16 años. Originalmente, 47 ASD y 92 TD los niños participaron; sin embargo, debido al movimiento de la cabeza en algunos de los datos de imágenes (que se desvían de los criterios descritos en la sección "Análisis de datos de FC en estado de reposo"), solo analizamos datos de 41 ASD y 82 TD participantes. La destreza manual se determinó utilizando el Inventario de destreza manual de Edimburgo. Nuestra evaluación del estatus socioeconómico (SES) consistió en consultas relacionadas con el ingreso familiar anual (siete variables) y se midió la calificación educativa de ambos padres (promedio de ambos padres). Sus características medias se representan en la Tabla 1. Confirmamos el diagnóstico clínico de TEA de los participantes (basado en el Manual Diagnóstico y Estadístico de los Trastornos Mentales (4ª ed.: DSM-IV) o el Manual Diagnóstico y Estadístico de los Trastornos Mentales (5ª ed.; DSM-V )utilizando la versión japonesa de la Entrevista de Diagnóstico de Autismo-Revisada (ADI-R) y/o la versión japonesa del Programa de Observación de Diagnóstico de Autismo, Segunda Edición (ADOS-2). Los criterios de exclusión para ambos grupos incluyeron un historial de o trastornos psicóticos actuales, traumatismo craneoencefálico grave, epilepsia, trastornos genéticos y discapacidad intelectual (FSIQ< 70).="" trained="" examiners="" carried="" out="" intelligence="" testing="" using="" the="" japanese="" version="" of="" the="" wechsler="" intelligence="" scale="" for="" children,="" fourth="" edition="">

Los participantes autistas fueron reclutados a través de (1) organizaciones sin fines de lucro autorizadas para personas con trastornos del desarrollo y (2) un anuncio en un periódico. Los participantes de TD fueron reclutados a través de un anuncio en el periódico. Se obtuvo el consentimiento informado por escrito de los padres de cada sujeto de acuerdo con la Declaración de Helsinki. Este estudio fue aprobado por el Comité de Ética de la Universidad de Tohoku.

Memoria. Utilizamos la versión japonesa de la prueba de aprendizaje de nombres de imágenes Atlantis (Maruzen Publishing Co., Ltd, Tokio, Japón) de la batería de evaluación de Kaufman para niños, segunda edición (KABC-I; Kaufman & Kaufman, 2004). Esta prueba mide la capacidad de una persona para aprender nueva información y consiste en pruebas de reconocimiento inmediato y diferido (Figura 1). Esta prueba se realizó fuera del escáner de imágenes por resonancia magnética (IRM).

Prueba de aprendizaje (reconocimiento inmediato). Las imágenes se organizaron en tres categorías de dibujos animados de fantasía, incluidos cuatro peces, cuatro plantas y cuatro conchas. Los peces tenían nombres de dos sílabas, las plantas tenían nombres de tres sílabas y las conchas tenían nombres de cuatro sílabas. La relación número categoría-sílaba podría mejorar la memoria y también inducir un falso reconocimiento dentro de cada categoría. El experimentador mostró a los participantes cada imagen una por una en un orden fijo, enseñándoles los nombres sin sentido correspondientes. En total, a los participantes se les enseñaron 12 pares de imágenes y nombres (pez:2 sílabas, pez:2 sílabas, pez:2 sílabas, pez:2 sílabas, planta:3 sílabas, planta:3 sílabas, planta: 3 sílabas, planta: 3 sílabas , concha: 4 sílabas, concha: 4 sílabas, concha: 4 sílabas y concha; 4 sílabas). Cada imagen se presentó en una tarjeta de enseñanza y se mostró en un caballete (como un espectáculo de tarjetas con imágenes) durante aproximadamente 2 segundos, después de lo cual la tarjeta de enseñanza se giró para mostrar una tarjeta de respuesta con una serie de imágenes para reconocimiento inmediato. El experimentador leyó en voz alta el nombre sin sentido y pidió a los participantes que señalaran la imagen correcta en la tarjeta de respuesta. Se utilizaron 12 tarjetas de enseñanza y 13 tarjetas de respuestas (señalar). En las tarjetas de respuesta se presentaron de siete a 13 imágenes, incluidas imágenes sin nombre (tres peces, una planta y una concha). Cada imagen se usó repetidamente en las tarjetas de respuesta; de 6 a 8 veces para peces, de 3 a 5 veces para plantas y de 2 a 3 veces para conchas. Para la primera tarjeta de respuesta, se pidió a los participantes que señalaran una imagen de una matriz (una prueba). Para la segunda tarjeta, se pidió a los participantes que señalaran dos imágenes (dos intentos). De las tarjetas de respuesta 3 a 13, se pidió a los participantes que señalaran dos, tres, tres, cuatro, cinco, cuatro, cinco, siete, seis, seis y seis imágenes de las matrices respectivas. Hubo 54 ensayos de aprendizaje (reconocimiento inmediato) en total, de los cuales dos implicaron señalar una imagen sin nombre. Señalar la imagen correcta se definió como aprendizaje correcto. Señalar una imagen incorrecta en la categoría de imagen correcta (peces/plantas/conchas) se definió como aprendizaje de categoría. Para cada respuesta incorrecta, el experimentador proporcionó retroalimentación inmediata y la respuesta correcta, excepto en el caso de las dos imágenes sin nombre y la tarjeta de respuesta final (13). La puntuación máxima posible tanto para el aprendizaje correcto como para el aprendizaje de categorías fue de 54.

Se utilizó una respuesta (es decir, aprendizaje correcto, aprendizaje de categorías y aprendizaje incorrecto) en la prueba de aprendizaje final para cada imagen de las tarjetas 11 a 13 para categorizar el rendimiento de la memoria, en detalle, como se muestra a continuación. Se dieron comentarios sobre el aprendizaje de categorías y el aprendizaje incorrecto para siete imágenes en las tarjetas 11 y 12, mientras que no se dieron comentarios para cinco imágenes en la tarjeta 13. Para las pruebas finales de aprendizaje de 12 imágenes, el nivel de probabilidad del aprendizaje correcto fue 0.08 a 0.09(1/l3 a 1/1l ) y el de categoría aprendizaje fue de 0,36 a 0,38 (5/13 a 5/11).

Prueba de reconocimiento (reconocimiento retardado). Durante el período de demora, los participantes completaron un cuestionario sobre la relación con sus padres, que constaba de 120 elementos. Aproximadamente 17 minutos después de la prueba de aprendizaje, realizamos una prueba de reconocimiento diferido utilizando 12 pares de imágenes y nombres y un procedimiento similar al de la tarjeta de respuesta final (13) de la prueba de aprendizaje. Se usaron dos tarjetas de respuesta con un total de 12 imágenes, incluidas todas las imágenes antiguas (que se muestran en la prueba de aprendizaje) y una imagen nueva. El orden de las 12 indicaciones para pintar imágenes fue idéntico al de la prueba de aprendizaje. Señalar la imagen correcta se definió como reconocimiento correcto. Señalar una imagen incorrecta en la categoría de imagen correcta se definió como reconocimiento de categoría. La puntuación máxima posible tanto para el reconocimiento correcto como para el reconocimiento de categoría era 12. Un nivel de probabilidad para el reconocimiento correcto era 0,08(1/12) y para el reconocimiento de categoría era 0,33 o 0,5(4). /12 a 612).

Para evaluar la memoria en detalle, clasificamos el rendimiento del reconocimiento en cinco categorías según la respuesta del participante en la prueba de aprendizaje final para cada imagen: ÉXITO, OLVIDÓ, RECUPERACIÓN, DECAIMIENTO y GANANCIA (Figura 1, abajo a la derecha). El ÉXITO se definió como correcto respuestas tanto en el aprendizaje como en el reconocimiento (es decir, dar respuestas correctas tanto en las pruebas de reconocimiento inmediato como tardío), y reflejaba la solidez o estabilidad de la memoria. El ÉXITO fue el índice de interés en este estudio, ya que demuestra la rigidez de la memoria en los niños. OLVIDADO se definió como un aprendizaje correcto con un reconocimiento incorrecto. DECAY se definió como aprendizaje correcto/categoría con reconocimiento incorrecto de categoría subsiguiente. GAIN fue categoría/aprendizaje incorrecto con reconocimiento de categoría/correcto. La RECUPERACIÓN fue un aprendizaje incorrecto pero un reconocimiento correcto. La inconsistencia entre los reconocimientos inmediatos y tardíos sugiere una menor rigidez de la memoria. Las respuestas incorrectas, tanto en el aprendizaje como en el reconocimiento, no se categorizaron porque no dejaron rastros de memoria. La puntuación máxima posible para cada rendimiento de reconocimiento clasificado fue 12. En última instancia, analizamos solo las correlaciones entre las puntuaciones de SUCCESS y la fuerza de FC en estado de reposo. Debido al pequeño número de respuestas y la falta de variación en los otros cuatro índices, no se utilizaron para análisis de correlación.

Efectos de la edad en la memoria. Se calcularon las correlaciones (coeficientes de correlación de Pearson) entre la edad y el rendimiento de la memoria para examinar los efectos de la edad sobre la memoria en ambos grupos (TEA y DT). Las diferencias de grupo en el rendimiento de cada memoria se probaron utilizando una transformación z de Fisher.

Adquisición de imágen. Todas las imágenes se adquirieron con un escáner Philips Intera Achieva 3.0T. Para la resonancia magnética funcional en estado de reposo (fMRI),34 imágenes de eco de gradiente transaxial (matriz de 64 × 64, tiempo de repetición (TR)=2000ms, tiempo de eco (TE)=30ms , el campo de visión (FOV){{10}}cm, 3,75 mm de grosor de corte, tamaño de vóxel=3,75 × 3,75 × 3,75 mm³'）que cubre todo el cerebro se adquirió mediante una secuencia eco-planar , Para este escaneo, se obtuvieron 160 volúmenes funcionales (duración del escaneo de 5 min y 20 s) mientras los sujetos estaban descansando (abriendo los ojos y sin moverse, sin dormir y sin pensar en nada) .Las imágenes ponderadas T1- tridimensionales se recolectaron usando una secuencia de eco de gradiente rápido (MPRAGE) preparada con magnetización (matriz de 240×240, TR=6.5ms, TE =3ms, tiempo de inversión (TI)=71lms, FOV=24cm, 162 cortes, grosor de corte de 1,0 mm, tamaño de vóxel=1,0 × 1,0 × 1,0 mm' , duración del escaneo de 8 min y 3 s).

Analyses of resting-state FC data. The data processing method was generally consistent with that used in our previous study for children with developmental dyslexia (Hashimoto et al, 2020). We performed the MRI data preprocessing and analysis using Statistical Parametric Mapping (SPM12) software (Wellcome Department of Cognitive Neurology, London, UK). Resting-state FC(signal synchrony among remote brain areas)was computed using simple correlations between spontaneous activation levels in multiple brain areas, We did not discard any initial volumes because the MRI scanner automatically discards initial volumes with a non-steady state. Prior to preprocessing, we applied the ArtRepair toolbox implemented in SPMl2 to repair spike noise in slices through interpolation from the before and after scans. We used the Data Processing Assistant for Resting-State fMRI to preprocess the time series volume of each session per participant. This included realignment to the first volume, slice timing correction, Tl image coregistration to MRI data.segmentationofTI image with a diffeomorphic anatomical registration through an exponentiated lie (DARTEL) the algebraic registration process, normalization to the Montreal Neurological Institute (MND)space by DARTEL.spatial smoothing(6mm full-width half-maximum), detrending. and temporal filtering (0.01-0.1Hz). After spatial smoothing(and before detrending), we used the ArtRepair toolbox to detect and repair bad volumes through interpolation.The criteria for bad volumes were(1) a 1.5%variation in the global signal intensity,and(2)excessive scan-to-scan motion, defined as 0.5 mm frame-wise displacement (FD).In addition, we used the Friston-24 model to regress out nuisance covariates, including six head motion parameters, six head motion parameters one-time point before, and the 12 corresponding squared items. The global mean signal was not regressed because global signal regression removes true neuronal signals and can diminish the connectivity-behavior relationships (Murphy & Fox,2017). White matter and cerebrospinal fluid (CSF)signals were regressed out to reduce head motion effects using an anatomical, com-ponent-based,noise-correction method(Bchzadi et al.2007; Muschelli et al,2014) with T1 segment masks and the top 5 principal components. We used lenient exclusion criteria of mean FD>0.5 mm (Power et al., 2014) para dar cuenta del movimiento excesivo de la cabeza de los niños. Según este criterio, excluimos los datos de 6 de los 47 participantes con ASD y 9 ​​de los 93 participantes con TD.

Seleccionamos cuatro regiones de interés (ROI) de un estudio de FC en estado de reposo en adultos sanos (Wagner et al.2016). El hipocampo anterior izquierdo (coordenadas MNI de -28, -12, -20), hipocampo posterior izquierdo (-28, -24, -12), el hipocampo anterior derecho (28.-12.-20) y el hipocampo posterior derecho (32,-22,-12), todos con una esfera de 6 mm de radio, se definieron como semillas rollos La segmentación del hipocampo anterior-posterior fue consistente con otro estudio que examinó la activación relacionada con la memoria en un amplio rango de edad (6.8-80.8 años) con coordenadas MNI de y=-21 correspondientes a la aparición del uncus de la circunvolución parahipocampal (Langnes et al, 2019). Las correlaciones de Pearson entre el curso de tiempo medio de cada ROI y el de cada vóxel de todo el cerebro se calcularon a nivel de un solo sujeto, y los coeficientes de correlación se transformaron utilizando una transformación z de Fisher.

Para la comparación grupal de las correlaciones entre SUCCESS (aprendizaje y recuperación correctos) y FC, realizamos un análisis de varianza (ANOVA) con covariables de puntuación SUCCESS.edad, sexo, FSIQ y FD. También realizamos análisis de regresión múltiple para cada uno ( ASD y TD) participante utilizando los coeficientes de correlación de FC y SUCCESS, tomando como covariables la edad, el sexo, el FSIO y el FD. Aplicamos un umbral estadístico para el error familiar (FWE) de p<0.05 through="" a="" randomized(5000="" permutations)nonparametric="" permutation="" test(threshold-free="" cluster="" enhancement;="" tfce)implemented="" in="" spm="" 12.="" we="" extracted="" connectivity="" strength="" from="" the="" spm="" results="" (6="" mm="" sphere="" centered="" at="" peak="" coordinates)="" and="" calculated="" correlations="" between="" connectivity="" strength="" and="" success="" scores.="" we="" used="" spss="" statistics="" software,="" version="" 24="" (ibm,="" armonk,="" ny,="" usa)="" to="" analyze="" psychological="" data="" and="" correlations="" between="" success="" scores="" and="" fc="">

Resultados

Características de los participantes

Como se muestra en la Tabla 1, no hubo diferencias significativas entre los grupos de edad (prueba t de dos muestras, t(121)=0.94, p=0.35), FSIQ (varianza desigual, t (61)=1.55, p{{10}}.13), o FD (t(121)=0.39, p=0.7{ {33}}). Rendimiento de aprendizaje y reconocimiento Los participantes con TEA obtuvieron puntajes similares a los de TD tanto en el aprendizaje correcto como en el reconocimiento correcto, pero obtuvieron puntajes ligeramente más bajos que los participantes con TD en la categoría de aprendizaje (Figura 2). No observamos diferencias significativas entre los grupos en el número medio de aprendizaje correcto (ASD: 41.6, TD: 40.0, t(121)=1.27, p=0.21), reconocimiento correcto (ASD: 7.7, TD: 7.7, t(121)=−0.12, p=0.91), o reconocimiento de categoría (ASD: 3.1, TD: 2.9, t(121)=0.46, p=0.65). Solo se observaron reconocimientos incorrectos menores en ambos grupos (TEA: 1,2, DT: 1,4). No detectamos un aprendizaje de categorías significativamente mayor en TD que en ASD (ASD: 8.7, TD: 10.3, t(121)=−1.70, p=0.091).

El rendimiento de la memoria clasificada (Figura 3) reveló una GANANCIA menor en los participantes con ASD que en aquellos con TD (ASD: 1.76 vs TD: 2.50, t(102)=2.71, p=0 .008). No hubo diferencias significativas entre los grupos en las otras medidas (ÉXITO: ​​t(121)=1.59, p=0.12; OLVIDÓ: t(121)=−0.36, p{ {19}}.72, DECAIMIENTO: t(121)=0.21, p=0.8 y RECUPERACIÓN: t(121)=0.84, p{{29} }.42). Analizamos solo las correlaciones entre las puntuaciones de SUCCESS y la fuerza de FC en estado de reposo debido al pequeño número de respuestas y la falta de variación en los otros cuatro índices.

Las correlaciones entre la edad y el rendimiento de la memoria se muestran en la Tabla 2. La edad se correlacionó positiva pero débilmente (r > 0.2) con el aprendizaje correcto solo en los jóvenes TD, mostrando una mejora de la memoria relacionada con la edad, aunque no hubo diferencias significativas entre los grupos en Se observaron correlaciones entre la edad y el rendimiento de la memoria.

Diferencias grupales en las correlaciones entre FC en estado de reposo y puntajes de recuperación exitosos

Los niños TD mostraron mayores correlaciones entre FC en estado de reposo y ÉXITO que los niños ASD en las redes del hipocampo izquierdo (Figura 4). Esas redes fueron las siguientes: la región de interés del hipocampo anterior izquierdo y la circunvolución frontal inferior izquierda, la región de interés del hipocampo anterior izquierdo y la corteza prefrontal dorsolateral izquierda, la región de interés del hipocampo anterior izquierdo y la corteza cingulada posterior, y la región de interés del hipocampo posterior izquierdo y la corteza prefrontal medial (Tabla 3). Los niños con ASD no mostraron mayor FC en estado de reposo que los niños con TD en cualquier red.

Correlaciones entre FC en estado de reposo y puntajes de recuperación exitosa en cada grupo

En TD, la fuerza de conectividad entre las ROI del hipocampo anterior derecho y la corteza occipitotemporal izquierda y entre las ROI del hipocampo anterior derecho y la corteza prefrontal dorsolateral derecha mostró correlaciones positivas significativas con puntajes de recuperación exitosos (Figura 5 y Tabla 4). Esos coeficientes de correlación (r de Pearson) fueron 0.45 y 0.45, respectivamente, y fueron estimaciones post hoc no independientes que son estimaciones circulares y probablemente están infladas (Kriegeskorte et al., 2010).

En ASD, la fuerza de conectividad entre el hipocampo posterior izquierdo y el lóbulo parietal inferior izquierdo y entre el hipocampo posterior izquierdo y la corteza cingulada posterior mostró una correlación negativa significativa con las puntuaciones de recuperación exitosa (Figura 6 y Tabla 4). Esos coeficientes de correlación (r de Pearson) fueron −0.59 y −0.64, respectivamente, y fueron estimaciones post hoc no independientes, como se muestra arriba. No se detectaron otras correlaciones significativas.

Discusión

Los jóvenes con ASD exhibieron un aprendizaje y reconocimiento de nombres de imágenes comparables a los de los jóvenes con TD, lo que sugiere una vinculación visual-auditiva intacta. A pesar de su rendimiento de aprendizaje y reconocimiento comparable, los jóvenes ASD mostraron significativamente menos ganancias de recuperación que sus compañeros TD. Menos ganancias de memoria apuntaron a una memoria inflexible en ASD. Por lo tanto, el aprendizaje atípico en la infancia podría ser un factor relacionado con la cognición y el comportamiento atípicos en los TEA.

La memoria relacional podría implicar correlaciones positivas entre la memoria exitosa y la conectividad neuronal entre las personas con TD. La FC en estado de reposo entre el hipocampo anterior y las áreas visuales superiores después del aprendizaje relacional se relacionó con un mejor rendimiento de recuperación (Murty et al., 2017). Asimismo, se ha informado que la FC en estado de reposo del hipocampo anterior puede predecir mejor la memoria asociativa (Persson et al., 2018). Entre adultos jóvenes sanos, el hipocampo anterior derecho y la corteza prefrontal dorsolateral derecha están involucrados en la recuperación exitosa estable (Hashimoto et al., 2011). En relación a esto, la red hipocampal anterior puede estar asociada con la maduración de la memoria (Demaster & Ghetti, 2013).

En nuestro estudio, el desempeño exitoso de la memoria se correlacionó positivamente con la red del hipocampo anterior derecho en TD, mientras que se correlacionó negativamente con la red del hipocampo anterior izquierdo en ASD. No detectamos correlaciones positivas con redes hipocampales en TEA. Nuestro hallazgo de que la FC fue menor en las redes del hipocampo izquierdo de los jóvenes con TEA que en las de los jóvenes con TD fue consistente con un informe anterior que identificó una FC globalmente débil en los jóvenes con TEA (Yerys et al., 2017). En adultos sanos, el hipocampo derecho se conecta con una red distribuida, mientras que el hipocampo izquierdo se conecta con áreas límbicas frontales (Robinson et al., 2016). Se ha informado asimetría derecha-izquierda en el desarrollo del volumen del hipocampo, tanto en TD como en ASD (Reinhardt et al., 2020). La lateralización funcional del hipocampo podría estar involucrada en el desarrollo de la memoria en niños TD y el desarrollo atípico en la lateralización del hipocampo podría estar asociado con problemas de interacción social, comunicación y comportamientos inflexibles de las personas con TEA.

Además, la conectividad reducida evidente en las redes del hipocampo izquierdo de las personas con TEA sugiere el uso de sistemas de memoria local, que podrían estar asociados con la memoria no relacional. El uso independiente del hipocampo anterior izquierdo y las áreas parietales también podría explicar los resultados exitosos de la memoria de nuestros participantes con TEA. La desconexión de la red para la recuperación de información compleja y relacionada, incluida la memoria relacionada con uno mismo (Sheldon et al., 2016), podría mejorar la memoria asociativa simple (imagen-nombre) en los jóvenes con TEA. Dadas sus menores ganancias de memoria en la prueba de reconocimiento, los jóvenes con TEA en este estudio podrían haber aplicado el aprendizaje basado en elementos o el enlace simple en lugar de estrategias de memoria como el aprendizaje relacional (Wojcik et al., 2018). La menor mejora relacionada con la edad en el aprendizaje y el reconocimiento en las personas con TEA podría indicar su dependencia de los procesos de memoria básicos, simples y de desarrollo temprano.

Observamos significativamente menos ganancias de memoria en el grupo ASD que en el grupo TD ya que sus actuaciones de aprendizaje y recuperación fueron comparables. Aunque los niveles de probabilidad tanto de aprendizaje como de reconocimiento de categorías fueron altos, la diferencia de grupo se detectó solo en términos de ganancia. El bajo aprendizaje relacional y la recuperación inflexible en la infancia pueden aumentar las conductas restringidas y repetitivas en pacientes con TEA (Gaigg et al., 2015; Lopez et al., 2005; Wojcik et al., 2018). Una menor capacidad de habituación y generalización puede estar asociada con las características de memoria de los pacientes. Mientras tanto, una memoria sólida de ítems puede compensar una memoria relacional débil en niños con TEA, lo que puede ayudar con el desarrollo de un desempeño memorable que es comparable al de los niños TD.

Limitaciones

Nuestra primera limitación es que no usamos criterios de exclusión más estrictos (FD > 0.2 mm) para el movimiento de la cabeza porque esto habría reducido aún más el tamaño de la muestra (Satterthwaite et al., 2012). No obstante, nuestros criterios son consistentes con estudios previos sobre TEA (Falahpour et al., 2016; Gao et al., 2019). Otra limitación es que las diferencias de sexo en el desarrollo de la red del ASD y del hipocampo pueden representar un factor de confusión en este estudio (Lai et al., 2017; Riley et al., 2018). Los altos niveles de probabilidad tanto de aprendizaje de categoría como de reconocimiento de categoría podrían afectar la confiabilidad de GAIN y DECAY, aunque un nivel mucho más alto que el de probabilidad en las pruebas de reconocimiento inmediato y retardado correcto sugirió menos respuestas aleatorias. Finalmente, además del puntaje de ÉXITO, los puntajes más bajos de DECAY y GAIN (que representan menos cambios en la memoria) podrían indicar una memoria rígida; sin embargo, la pequeña cantidad de respuestas en este estudio restringió la evaluación de esos correlatos neurales.

Conclusión

El aprendizaje y el reconocimiento de pares de imágenes y nombres estaban intactos en los niños con TEA, pero estos individuos mostraban menos cambios en la memoria que sus compañeros con TD. Los sistemas de memoria local que no dependen en gran medida de las redes del hipocampo pueden estar involucrados en la memoria rígida en los TEA, y el procesamiento de la memoria independiente del contexto y menos relacional podría estar asociado con menos ganancias de memoria en estos individuos. Estas características atípicas de la memoria en las personas con TEA pueden exagerar sus comportamientos inflexibles en algunas situaciones o, viceversa, sus comportamientos atípicos pueden dar como resultado recuerdos rígidos y menos conectados. A la luz de esto, nuestros hallazgos pueden mejorar nuestra comprensión del desarrollo de la memoria en personas con TEA. Las estrategias y los mecanismos de aprendizaje resultantes pueden ser de interés para los educadores, los padres y las personas con TEA, quienes podrán capitalizar a partir de entonces estos conocimientos para mejorar la eficacia de la educación especial.