Sozioökonomischer Status hinterlässt tiefe Spuren in sich entwickelnden Gehirnen

Was die Studie zeigt

Sobald die Daten statistisch auf den sozioökonomischen Status angepasst wurden, verschwanden 70 % aller Assoziationen zwischen Gehirn und IQ vollständig.

Validierung durch hohe Wohlstandsschichten: Um den direkten Einfluss der Intelligenz, führten die Forscher eine parallele Analyse durch, die ausschließlich Kinder aus wohlhabenden Haushalten mit hohem sozioökonomischen Status einbezog.

Innerhalb dieser sozioökonomisch stabilen Gruppe zeigte sich eine absolut null Korrelation zwischen IQ und Gehirnstruktur oder Stärke funktioneller Netzwerke, was beweist, dass der IQ nicht in die Neurobiologie eingraviert ist.

Was die Studie zeigt

Veränderungen der kortikalen Dicke: Das Team setzte hochauflösende Magnetresonanztomographie (MRT) ein, um Veränderungen sowohl der Gehirnstruktur – insbesondere die Dicke der Rinde (der gefalteten äußeren Schicht des Gehirns) – als auch der funktionellen Verbindungsstärke in den zentralen neuronalen Kommunikationsnetzwerken zu erfassen.

Ein Fahrplan für eine veränderbare Gesundheitsspanne: Dr. Dosenbach betont, dass der sozioökonomische Abdruck über alltägliche Belastungen wie schlechte Schlafqualität und erhöhten Stress wirkt; daher sind diese Gehirnunterschiede stark veränderbar.

Die Umsetzung struktureller Gemeinschaftsinterventionen, die die Schlafhygiene ützen und den familiären Stress reduzieren, kann deren neuroentwicklungsbedingte Entwicklungspfade direkt verändern. Quelle: WUSTL Unsere Gehirne prägen, wer wir sind. Doch was prägt unser Gehirn?

Technik und Auswirkungen

Welche der unzähligen Erfahrungen und Merkmale, die das Leben und die Identität eines Kindes definieren – über Schlaf bis hin zu Krankheiten – hinterlassen Abdrücke in den Faltungen des Gehirns dieses Kindes?

Nach der Analyse, psychologischen, sozialen und umweltbedingten Faktoren, die sich auf die Entwicklung, stellten Forscher der Washington University School of Medicine in St.

Louis fest, dass die finanzielle Situation einer Familie sowie die verfügbaren Ressourcen und Chancen im Wohnviertel eines Kindes die stärkste Verbindung zur Gehirnentwicklung aufweisen. Sozioökonomische Faktoren erklären etwa 16 % der Varianz in den Messwerten der Gehirnfunktion bei Kindern – weit mehr als der IQ, Erziehungsstil oder die Krankengeschichte.

Was die Studie zeigt

Die Ergebnisse erscheinen am 11. Juni in Science. „Wir wollten hunderte Einflüsse auf das sich entwickelnde Gehirn unter gleichen Bedingungen vergleichen, und zum ersten Mal in diesem Umfang zeigten wir, dass sozioökonomische Bedingungen den tiefsten Abdruck hinterlassen ", sagte leitender Autor Nico U. Dosenbach, MD, PhD, David M. and Tracy S.

Holtzman Professor für Neurologie an der WashU Medicine. Und das sozioökonomische Signal scheint sich über alltägliche Belastungen wie schlechten Schlaf und chronischen Stress zu verbreiten.

Im Rahmen der Studie analysierten die Forscher Gehirnscans 12.000 Kindern im Alter von 9 bis 10 Jahren, um zu untersuchen, wie die Umgebung eines Kindes, seine Gesundheit und regelmäßige Aktivitäten mit der Gehirnentwicklung zusammenhängen.

Technik und Auswirkungen

Unter den hunderten untersuchten Faktoren stellte das Team fest, dass der sozioökonomische Status der Familie eines Kindes die stärkste Beziehung zur Gehirnstruktur und -funktion dieses Kindes aufweist.

Darüber hinaus waren die Gehirnregionen, die sozioökonomische Faktoren widerspiegeln, dieselben Bereiche, die am empfindlichsten auf Schlafmangel und Stress reagieren.

Dies deutet darauf hin, dass sozioökonomische Benachteiligung das Gehirn indirekt über gestörten Schlaf und chronischen Stress beeinflusst. „Das Gehirn eines Kindes aus einem sozioökonomisch benachteiligten Umfeld sieht aus wie das eines Kindes aus einem privilegierten Umfeld, das schlafentbehrlich und gestresst ist", sagte Dosenbach. „Es ist kein weniger intelligentes Gehirn.

Was die Studie zeigt

Es scheint vielmehr ein müdes und gestresstes Gehirn zu sein." Der Vorteil besteht darin, dass sowohl Schlaf als auch Stress veränderbar sind.

Wenn wir einen Weg finden, den Schlaf bei Kindern aus Haushalten mit eingeschränkten sozioökonomischen Möglichkeiten zu verbessern und deren Stresslevel zu senken, könnten wir möglicherweise die mit dem sozioökonomischen Status verbundenen Unterschiede im Gehirn reduzieren.

Untersuchung der Faktoren, die mit Gehirnstruktur und -funktion zusammenhängen Seit Jahren versuchen Forscher, den Zusammenhang zwischen physiologischen Merkmalen des Gehirns und dem IQ, der psychischen Gesundheit oder spezifischen Verhaltensweisen „brain-wide association studies" zu ermitteln.

Was die Studie zeigt

Bei solchen Studien werden Magnetresonanztomographien (MRT) eingesetzt, um die Struktur und Funktion des Gehirns einer Person mit bestimmten kognitiven, verhaltensbezogenen oder anderen Merkmalen in Beziehung zu setzen. Bisher haben diese Studien jedoch weitgehend den potenziellen Einfluss der Umwelt und der Erfahrungen vernachlässigt.

Angesichts, die zeigen, dass Kinderarmut, chronischer Stress und andere belastende Erfahrungen die Gehirnentwicklung sowie die psychische und körperliche Gesundheit beeinflussen, wollten Dosenbach und seine Kollegen breit angelegte Assoziationsstudien des gesamten Gehirns erweitern.

Sie erweiterten ihre Landkarte um 649 Variablen, die in 12 Kategorien unterteilt sind: kognitive Fähigkeiten, wie Testergebnisse und Gedächtnisleistung; demografische Merkmale, einschließlich Ethnizität und Geschlecht; Kultur und Umwelt, wie Religion, Sprache und Exposition gegenüber Lärm oder Luftverschmutzung; soziale Anpassung, wie Freundschaften und Mobbing; Substanzkonsum, einschließlich eigenem Konsum oder Exposition gegenüber Personen, die illegale Drogen oder Alkohol konsumieren; sowie Persönlichkeit, einschließlich Faktoren wie Extraversion und Selbstkontrolle.

Was die Studie zeigt

Anschließend setzten sie sich zwei Fragen: Inwiefern spiegeln sich diese Variablen in der Funktionsweise oder Struktur des Gehirns wider? Und weiter: Sind Zusammenhänge zwischen IQ-Werten und der Gehirnfunktion tatsächlich vorhanden oder mit anderen Variablen verflochten?

Um diese Fragen zu beantworten, untersuchte das Team Daten von 11.878 Kindern, die am NIH-finanzierten „Adolescent Brain Cognitive Development Study" teilnehmen. Es handelt sich um eine langfristige, bundesweite Studie zur Gehirnentwicklung und Kindergesundheit, die auch eine Standortstelle an der WashU Medicine umfasst.

Unter Verwendung führten sie komplexe Analysen durch, um die Zusammenhänge zwischen jeder Variable sowohl mit der Gehirnstruktur – gemessen an der Dicke der Rinde, der gefalteten äußeren Schicht des Gehirns – als auch mit der Funktion – angezeigt durch die Stärke der Verbindungen zwischen wichtigen funktionellen Netzwerken im Gehirn – zu bewerten.

Technik und Auswirkungen

40 wichtigsten Variablen, die mit der Gehirnfunktion in Verbindung stehen, waren 37 sozioökonomischer Natur, und 40 wichtigsten Variablen, die mit der Struktur verknüpft sind, waren 35 sozioökonomischer Natur. Dazu gehörten die sozialen und wirtschaftlichen Ressourcen im Wohngebiet des Kindes, vergleichbar mit dem allgemeinen Wohlstand eines Gebiets.

Starke Einflussfaktoren waren das Familieneinkommen, der Hausbesitz, die Armutsquote und der Zugang zu Verkehrsmitteln.

Die verbleibenden wichtigsten Variablen bezogen sich auf Schlaf, Bildschirmzeit und Stress. „Ich habe es als den ‚Elefanten im Gehirn' bezeichnet," sagte Erstautor Scott Marek, PhD, Assistenzprofessor am Mallinckrodt Institute of Radiology der Washington University School of Medicine. „Ich dachte, sozioökonomische Chancen wären wichtig, aber ich hätte nicht erwartet, dass sie so viel wiegen.

Einordnung fuer Autofahrer

Sie überstiegen alles andere bei weitem." Sozioökonomische Variablen waren stark mit funktionellen Merkmalen in motorischen und sensorischen Hirnregionen assoziiert, die gegenüber täglichen Schwankungen empfindlich sind. Hirnregionen, die für Kognition und Problemlösung zuständig sind, hängen weniger ökonomischen Faktoren ab.

Dies deutet darauf hin, dass sozioökonomische Bedingungen die Gehirne prägen, dass sie Systeme verändern, die mit Körperwahrnehmungen und Bewegung verbunden sind, anstatt die „Denk"-Regionen direkt zu verändern.

Infolgedessen deutet es eher auf Unterschiede im täglichen Belastungsniveau, wie Müdigkeit und chronischen Stress, als auf eine Differenz in der intellektuellen Kapazität, wenn es so aussieht, als läge ein kognitiver Unterschied im Gehirn vor.

Was die Studie zeigt

Die Zusammenhänge zwischen sozioökonomischen Variablen und dem Gehirn lassen sich nicht durch demografische Faktoren wie Geschlecht und Rasse erklären.

Bildgebende Verfahren des Gehirns zeigen keine Signatur Wissenschaftler nach Merkmalen der Intelligenz in den Konturen und der Zusammensetzung des Gehirns und sind dabei zu unterschiedlichen Ergebnissen gelangt.

Dosenbach und Marek könnten den Grund dafür aufgedeckt haben: Frühere Studien, die Zusammenhänge zwischen IQ und physischen Merkmalen des Gehirns, wie etwa der kortikalen Dicke, fanden, haben möglicherweise fälschlicherweise sozioökonomische Faktoren erfasst.

Was die Studie zeigt

Forschung aus den Sozialwissenschaften hat beispielsweise gezeigt, dass IQ-Werte mit sozialem Privileg ansteigen.

Um zu verstehen, wie sozioökonomische Faktoren die Beziehung zwischen IQ und dem Gehirn beeinflussen, führten die Forscher eine statistische Analyse durch, die den sozioökonomischen Einfluss als aggregierten Faktor berücksichtigte und anschließend die Assoziation zwischen IQ und verschiedenen Gehirnregionen sowie Netzwerken untersuchte.

Nach Anpassung für den sozioökonomischen Status verringerte sich die Stärke der Zusammenhänge zwischen Hirnmaßen und IQ-Werten erheblich, sodass etwa 70 % dieser Assoziationen nicht mehr statistisch signifikant waren.

Technik und Auswirkungen

In einer weiteren Analyse nahmen Marek und Dosenbach sozioökonomische Faktoren aus der Betrachtung heraus, indem sie ausschließlich Kinder aus hochsozioökonomischen Hintergründen untersuchten.

In dieser Gruppe zeigte sich kein Zusammenhang zwischen IQ und Gehirnstruktur oder -funktion. „Wenn wir MRT-Aufnahmen, können wir abschätzen, wie gut die Familie gestellt ist und wie viel Schlaf und Bildschirmzeit sie haben, aber wir können ihren IQ nicht bestimmen, zumindest nicht nach Anpassung für sozioökonomische Chancen", sagte Marek. „Das lässt mich glauben, dass der IQ nicht in der Neurobiologie verwurzelt ist." Die Umwelt prägt die Gehirne, die oft fälschlicherweise als Abbild der Intelligenz interpretiert wird, obwohl sie tatsächlich lediglich Reflexionen.

Dies sind Faktoren, bei denen wir etwas unternehmen können, um die Gehirngesundheit.

Technik und Auswirkungen

Förderung: Diese Forschung wurde teilweise unterstützt durch das National Institutes of Health (R00MH121518, K23MH125023, R01MH139880, R00HD109454, P30ES007048, U24ES036819, R25DA059073, R25DA061824, R01ES032295, R01ES031074, K23NS123345, U01DA041120, K23DA057486, K23DA057486, U1DA041120), die National Science Foundation (DGE-213989), die Jacobs Foundation und die Kiwanis Foundation.

A.N.V., D.A.F. und N.U.F.D. haben ein finanzielles Interesse an Turing Medical Inc. und könnten finanziell profitieren, falls das Unternehmen bei der Vermarktung., A.N.V. und N.U.F.D. können Lizenzgebühren aus der FIRMM-Technologie erhalten, die an der University of Minnesota und der Washington University entwickelt wurde, und werden. und N.U.F.D. sind Mitbegründer Fragen beantwortet: A: Auf keinen Fall.

Die wichtigste Erkenntnis dieser Studie der WashU Medicine besagt, dass das Gehirn eines Kindes aus einem niedrigeren sozioökonomischen Hintergrund nicht „weniger intelligent" oder ädigt ist, sondern ein müdes und gestresstes Gehirn.

Technik und Auswirkungen

Die strukturellen und funktionellen Veränderungen sind in sensomotorischen Regionen lokalisiert, die stark auf tägliche körperliche Erschöpfung und chronische Sorgen reagieren. Da Schlafqualität und Stressniveau hochgradig veränderbar sind, können diese alltäglichen Belastungen direkt die Gehirngesundheit eines Kindes umgestalten und optimieren.

A: Durch den Einsatz strenger statistischer Kontrollen, um Vermögen. Historisch wurden Zusammenhänge zwischen einer dickeren Rinde und hoher Intelligenzquotient festgestellt, doch die Forscher vergaßen, dass wohlhabende Kinder eine bessere Ernährung, sicherere Nachbarschaften und höhere Testergebnisse erhalten.

Wenn die Forscher den sozioökonomischen Status herausrechneten, verschwanden 70 % der Zusammenhänge zwischen Gehirn und IQ sofort. Darüber hinaus zeigten Untersuchungen, die sich ausschließlich auf wohlhabende Kinder konzentrierten, keinerlei Korrelation zwischen dem IQ und deren Gehirnscans.

Technischer Hintergrund

Dies beweist, dass IQ-Werte soziale Privilegien widerspiegeln, anstatt ein angeborenes neurobiologisches Grundmuster. A: Konzentrieren Sie sich intensiv darauf, den Schlaf zu optimieren und den täglichen familiären Stress zu reduzieren.

Da die Studie belegt, dass wirtschaftliche Not das Gehirn vor allem durch Störung des Schlafs und die Entstehung chronischer neurologischer Erregung schädigt, wirken Schlaf und Stress als die wichtigsten biologischen Übertragungswege.

Selbst wenn sich die finanzielle Situation einer Familie nicht sofort ändern lässt, können der Schutz des Schlafplans eines Kindes, das Entfernen und der Aufbau einer ruhigen, vorhersehbaren Schlafenszeitroutine als wirksame, kostengünstige Schutzmaßnahmen dienen, die eine gesunde Gehirnentwicklung bewahren.

Redaktionsnotizen: Dieser Artikel wurde News bearbeitet.

Redaktionsnotizen: Dieser Artikel wurde News bearbeitet. Zusätzliche Kontextinformationen wurden ügt.

Zu dieser Forschungsnews über sozioökonomischen Status und kindliche Entwicklung Autor: Jessica Church Quelle: WUSTL Kontakt: Jessica Church – WUSTL Bild: Das Bild ist dem Neuroscience News zuzuordnen Ursprüngliche Forschung: Open Access. „Patterns of brain-wide associations reflect socioeconomics" S, Donohue MR, Karcher NR, Hoyniak C, Chauvin RJ, Meyer AC, Miller J, Van AN, Wang A, Baden NJ, Suljic V, Scheidter KM, Monk J, Whiting FI, Ramirez-Perez NJ, Krimmel SR, Metoki A, Paul SE, Gorelik AJ, Hendrickson TJ, Malone SM, Schwarzlose RF, Cardenas-Iniguez C, Herting MM, Petersen SE, Luby J, Randolph AC, Shanahan MJ, Turkheimer E, Kay BP, Gordon EM, Laumann TO, Barch DM, Fair DA, Tervo-Clemmens B, Dosenbach NUF.

Wissenschaft DOI:10.1126/science.aee6213 Muster weitreichender Gehirnassoziationen spiegeln sozioökonomische Faktoren wider EINFÜHRUNG Studien zu weitreichenden Gehirnassoziationen (BWAS) verknüpfen individuelle Unterschiede in verhaltensbezogenen Merkmalen [z. B. Intelligenzquotient (IQ)] oder Lebensbedingungen (z.

Was die Studie zeigt

B. sozioökonomischer Status) mit Schwankungen in der Gehirnfunktion und -struktur. Zu den weit verbreiteten BWAS-Maßen gehören die auf Magnetresonanztomographie (MRT)-daten basierende funktionelle Konnektivität im Ruhezustand, die Netzwerke erfolgreich auf der Grundlage spontaner neuronaler Schwankungen abbildet, sowie die kortikale Dicke.

Frühere BWAS haben Bilddaten des Gehirns meist mit einzelnen Merkmalen in Verbindung gebracht, am häufigsten mit dem IQ oder psychischen Störungen, wobei die Stärke der Assoziationen Vorrang vor räumlichen Mustern hatte.

Obwohl große Stichproben die Reproduzierbarkeit, bleibt die relative Bedeutung verschiedener umweltbedingter und verhaltensbezogener Variablen, ihre gegenseitigen Beziehungen sowie die Interpretation der zugrundeliegenden Gehirnmuster unklar.

Was die Studie zeigt

Begründung Datensätze mit Tausenden öglichen es uns, Hunderte nicht-bildgebender Variablen gleichzeitig mit dem Gehirn zu verknüpfen und diese sowohl untereinander als auch mit etablierten neurobiologischen Referenzmustern (nicht-BWAS) zu vergleichen.

Dieses Rahmenwerk nutzt bestehendes Wissen über die Hirnbio logie für abduktive, musterbasierte Schlussfolgerungen. Beispielsweise beruht höhere Kognition auf den frontalen und parietalen Kortexarealen, während die Auswirkungen in primären motorischen und sensorischen Regionen manifestieren.

Unter der Führung solcher neurobiologischer Muster können wir aus den BWAS-Mustern robust auf ihre Bedeutung schließen und feststellen, welche Gehirnweiten-Assoziationen Störfaktoren widerspiegeln oder nur für bestimmte Personengruppen gültig sind.

Technik und Auswirkungen

ERGEBNISSE Bei 649 nicht-bildgebenden Variablen zeigten sozioökonomische Maßstäbe in einer großen Stichprobe 9 bis 10 Jahren die stärksten und am besten replizierbaren Assoziationen im gesamten Gehirn. Die strkste einzelne Gehirn-Assoziation bestand mit den soziokonomischen Mglichkeiten, die durch die Postleitzahl eines Kindes bestimmt werden.

Dieses soziokonomische Gehirn-Muster war dominant und durchdrang viele der anderen BWAS-Karten.

Soziokonomische Assoziationen konzentrierten sich in primren motorischen und sensorischen Regionen, zeigten eine starke rumliche hnlichkeit zu Mustern der Erregung und des Stresses, einschlielich der Dichte, der Schlafdauer und den Wirkungen, und korrelierten negativ mit funktionellen MRT-Karten hherer Kognition in Aufgaben. berraschenderweise stimmte die BWAS-Karte des IQs dem soziokonomischen Muster sehr genau.

Was die Studie zeigt

Die Bercksichtigung des soziokonomischen Status verringerte die Gehirn-IQ-Assoziationen und verlagerte sie weg einem Muster, das der Kognition hnlicher ist, was auf eine Strung durch den soziokonomischen Status hindeutet.

Multivariate Gehirn-IQ-Modelle scheiterten, wenn sie mit Stichproben aus hheren soziokonomischen Schichten trainiert wurden, in denen kein Zusammenhang zwischen soziokonomischem Status und IQ bestand. Brain-IQ-Modelle konnten Assoziationen nur dann erkennen, wenn das Trainingsdatensatz Kinder aus Vierteln mit niedrigerem sozioökonomischem Status enthielt.

Diese Assoziationen waren jedoch irreführend, da die auf IQ trainierten Modelle die sozioökonomische Lage dennoch besser vorhersagten als den IQ selbst, was mit dem Phänomen des Shortcut-Learnings übereinstimmt. FOLGERUNG Sozioökonomische Umstände stehen in stärkerer Assoziation mit Gehirnfunktion und -struktur als andere Variablen.

Was die Studie zeigt

Das vorherrschende sozioökonomische Gehirn-Muster entspricht den bekannten Auswirkungen (primär motorische und sensorische Bereiche), während höhere kognitive Regionen in den frontalen und parietalen Kortex verschont bleiben.

Daher scheint es am wahrscheinlichsten, dass Umweltfaktoren, die durch den sozioökonomischen Status des Wohngebiets erfasst werden – einschließlich Schlaf und Stress – die kindliche Gehirnorganisation maßgeblich prägen.

Dies steht im Gegensatz zu Assoziationen zwischen Gehirn und IQ, die durch Konfundierung verzerrt sind und das Shortcut-Lernen sozioökonomischer Merkmale widerspiegeln, statt auf tatsächlichen,. Die Berücksichtigung sozioökonomischer Faktoren verbessert die Interpretation und Generalisierbarkeit der BWAS.

Zusammenfassend stellen die sozioökonomischen Bedingungen des Wohngebiets die Hauptachse dar, die die Gehirnorganisation im Kindesalter und darüber hinaus prägt, möglicherweise über Schlaf und Stress vermittelt.