– Bestemte hjernestrukturers utviklingsforløp påvirker deres hukommelsesfunksjoner, sier Ylva Østby ved Psykologisk institutt UiO.
Hun har i sin doktorgrad studert utviklingen til langtidshukommelsen og arbeidshukommelsen hos barn og unge.
Undersøkelsen viser at hukommelsesfunksjoner som utvikler seg i ulikt tempo samsvarer med forskjellige utviklingsforløp i hjernestrukturer.
For første gang bindes ny informasjon om hjerneutvikling sammen med ulike deler av hukommelsen.
Barn lærer å lagre, unge utvikler søkemotor
Resultatene fra Ylva Østbys studie av langtidshukommelsen viser at evnen til å bevare et minne over tid var nesten ferdig utviklet i sen barndom, mens evnen til å gjenhente minner ble bedre i ungdomsårene.
– Dette betyr at ulike deler av hukommelsen utvikler seg i forskjellig takt. Å lete etter minner er en funksjon som modnes senere enn lagringsfunksjonen.
I MR-bilder har hun sett at hukommelsesstrukturene i hjernen har sine modningsfaser. Et område i hjernen øker raskt en periode til det flater ut i voksen alder, mens andre hukommelsesområder blir mindre gjennom utviklingen.
Hvor utvikles langtidshukommelsen?
MR-bildene illustrerte hvor i hjernen utviklingen skjedde, men kan hjerneutviklingen si noe om utviklingen av hukommelse?
Østbys studie viser at bevaring av minner henger sammen med hippocampus-størrelsen, mens gjenhenting av minner er avhengig av tykkelsen på hjernebarken, nærmere bestemt i et område i frontallappen.
– Dette området i frontallappen er også kjent for å ha en kontrollfunksjon i forhold til tankeprosessene, legger Østby til.
– For at vi skal klare å hente frem akkurat det vi søker etter må minnesøk sannsynligvis styres. Vi må kunne skille minnene fra hverandre.
Ved siden av å få hjernen sin skannet ble barn og unge i ulike aldre gitt forskjellige hukommelsesoppgaver, der både arbeids- og langtidshukommelsen ble testet. Hjernestrukturenes utviklingsforløp ble avbildet med MR og Østby fant modningsfasene til hukommelsesstrukturene.
For å gi en best mulig beskrivelse av et utviklingsforløp laget hun grafer som viser hvordan et område i hjernen øker ganske raskt før det stopper opp i voksen alder.
– Jeg ville undersøke hvilke hjerneområder som styrer enkelte hukommelsesfunksjoner, og hvilke områder i hjerneutviklingen som kan forklare forskjellige hukommelsesprosesser hos barn og ungdom, forteller hun.
Spredte nettverk for arbeidsminnet
Arbeidshukommelsen, som tar seg av fortløpende bearbeiding av informasjon og evnen til å holde flere biter av informasjon i tankene samtidig, utvikler seg jevnt gjennom sen barndom og ungdomstid.
Arbeidshukommelsen er avhengig av nettverk i så vel fremre som bakre områder av hjernen. For et velfungerende arbeidsminne i voksen alder er det avgjørende at nettverkene vokser normalt og at kommunikasjonslinjene dem imellom modnes riktig.
Østby studerte to utviklingsprosesser av betydning for arbeidshukommelsen hos barn og unge; reduksjon av grå substans i hjernebarken og modning av fiberbanene som sørger for rask kommunikasjon mellom hjerneområdene.
– Vi var interessert i å finne hvilke hjernemodningsprosesser som best kunne forklare utviklingen av arbeidsminnet, om det var endringene i hjernebarken eller fiberbanene som opprettholder kommunikasjonen.
Dette gjorde hun ved å måle tykkelsen på hjernebarken og hvor godt utviklet fiberbanene var. I tillegg ble barnas evne til å holde tallrekker i minnet lenge nok til å kunne gjenta dem testet.
Østby fant at begge prosessene er like viktige for å utvikle et godt arbeidsminne, selv om de tilsynelatende virker helt uavhengige av hverandre.
– At det er ulike virksomme prosesser i hjernen, som kan spille en uavhengig rolle i utviklingsforløpet, er viktig kunnskap for å forstå hvordan hjernen fungerer.
Hjernens normalutvikling
Hun understreker at hun har vært opptatt av å se på normalutviklingen i hjernestrukturene, for å etablere et referansepunkt som man kan sammenligne avvikende utviklingsforløp med.
– Det har stor betydning å finne disse sammenhengene mellom størrelse på hjernestrukturen og funksjon, for å kunne studere tilstander hos barn og ungdom der utviklingen ikke går helt som den skal.
– Kunnskapen er viktig for å forstå hvilken betydning hjernestrukturer har på nevrologiske sykdommer og psykiske lidelser i barns utvikling, sier Østby.
– Kan for eksempel et annerledes utviklingsforløp i hjernen gjenspeiles i nedsatt funksjon? Er det en sammenheng mellom nedsatt funksjon og den avvikende hjerneutviklingen? I så fall vil man kunne undersøke sammenhenger i de ulike hjerneområdene som eventuelt er påvirket eller skadet.
– Ved å påvise normalutviklingen kan vi måle hjernestrukturene og forvente at det sier noe om funksjonen ved den strukturen, forklarer Østby.
Denne artikkelen ble også publisert i forskning.no
Referanser:
Østby m.fl.: Morphometry and connectivity of the fronto-parietal verbal working memory network in development, Neuropsychologia, Volume 49, Issue 14, December 2011, Pages 3854–3862, doi: 10.1016/j.neuropsychologia.2011.10.001.
Østby m.fl.: Dissociating Memory Processes in the Developing Brain: The Role of Hippocampal Volume and Cortical Thickness in Recall after Minutes versus Days, Cerebral Cortex, published online: June 10, 2011, doi: 10.1093/cercor/bhr116.
Østby m.fl.: Heterogeneity in Subcortical Brain Development: A Structural Magnetic Resonance Imaging Study of Brain Maturation from 8 to 30 Years, The Journal of Neuroscience, 23 September 2009, 29(38): 11772-11782, doi: 10.1523/JNEUROSCI.1242-09.2009.