Kaskadierende Perioden der sprachbezogenen Gehirnplastizität in der frühen Kindheit

Zusammenfassung Sprache hat wahrscheinlich mehrere sensible Perioden in der frühen Kindheit, aber die neuronale Basis dieser sensiblen Perioden ist weniger gut verstanden. Wir nutzen Fortschritte in der In-vivo-Neuroimaging von Plastizität, um die neuronale Inhibition im Gehirn über den Hurst-Exponenten zu messen. Anhand von zwei großen Datensätzen mit Kindern im Alter von 10 Monaten bis 15 Jahren (Baby Connectome Project: 10m-3y6m, 458 Beobachtungen bei n = 222 Kindern; Human Connectome Project-Entwicklung: 5-15y, n = 324) charakterisieren wir die Entwicklung des Hurst-Exponenten in sprachbezogenen Gehirnregionen. In der frühen Kindheit steigt der Hurst in temporalen und frontalen Sprachbereichen, und posteriorale Regionen entwickeln sich früher als anteriorale Regionen. Im Gegensatz dazu plateauiert der thalamische Hurst früher, was möglicherweise die frühesten sprachbezogenen sensiblen Perioden zugrunde liegt. Kinder mit höheren sprachbezogenen Fähigkeiten zeigen langsamere Zunahmen des kortikalen Hurst in der frühen Kindheit, was auf eine verlängerte Plastizität hindeutet. Später in der Kindheit plateauiert der kortikale Hurst um das 9. Lebensjahr, was auf einen potenziellen neuronalen Mechanismus für altersbedingte Rückgänge beim Syntaxlernen hindeutet. Diese Ergebnisse heben eine potenzielle neuronale Basis für kaskadierende sprachbezogene sensible Perioden hervor. Forschungsfokus Sprache hat mehrere kaskadierende sensible Perioden, aber die neuronale Basis dieser sensiblen Perioden ist nicht gut verstanden. Wir nutzen Fortschritte in der In-vivo-Neuroimaging, um Plastizität in sprachbezogenen Gehirnregionen während der Kindheit über Hurst, ein Maß für die Inhibition, zu quantifizieren. Wir stellen fest, dass der Hurst in einer abgestuften Weise zunimmt (Plastizität abnimmt), wobei posteriorale Regionen reifen, bevor anteriorale Regionen. Der thalamische Hurst plateauiert im ersten Lebensjahr, während der kortikale Hurst mit 9 Jahren plateauiert, was auf eine neuronale Basis für unterschiedliche sprachbezogene sensible Perioden hindeutet.