Hersenkrakers veranderen terwijl ze leren om over anderen te denken

Onderzoekers hebben aangetoond dat activiteit in een bepaald deel van de hersenen verandert naarmate kinderen leren redeneren over wat andere mensen misschien denken.
Rond de leeftijd van 4 of 5 beginnen kinderen te denken en redeneren over de gedachten en emoties van anderen; ze beginnen een vaardigheid te ontwikkelen die wetenschappers 'theory of mind' noemen.
Nu laat een nieuwe studie zien dat een hersengebied waarvan al bekend was dat het betrokken is bij het gebruik van deze vaardigheid bij volwassenen, zijn patroon van activiteit bij kinderen verandert wanneer ze beginnen de theorie van redeneren van de geest voor zichzelf te verwerven.
Rebecca Saxe, een neurowetenschapper aan het Massachusetts Institute of Technology (MIT) en collega's, suggereert hun bevindingen een goede basis vormen voor het bestuderen van de theorie van de verstandelijke beperkingen bij autistische kinderen.
Ze schrijven over hun werk in een paper dat op 31 juli online in het tijdschrift is gepubliceerd Kinder ontwikkeling.
Saxe is ook universitair hoofddocent hersen- en cognitiewetenschappen en geassocieerd lid van MIT's McGovern Institute for Brain Research.
In eerder onderzoek had ze al vastgesteld waar theorie van de geest zit in het volwassen brein: het beslaat een regio die bekend staat als de juiste temporo-pariëtale overgang (TPJ).
In deze laatste studie laten zij en haar team zien dat de activiteit in de TPJ verandert wanneer kinderen leren om de theorie van de geest te gebruiken.
De bevindingen suggereren dat naarmate kinderen ouder worden, de juiste TPJ specifieker wordt voor de theory of mind, en na verloop van tijd lijken de patronen van activiteit meer op die van volwassenen.
De onderzoekers ontdekten ook de kinderen die het beter deden in taken waarbij ze de theory of mind moesten gebruiken, waren degenen van wie de juiste TPJ bijzonder actief was wanneer ze naar verhalen over andermans gedachten luisterden.
Hyowon Gweon, een afgestudeerde student in Saxe's lab en hoofdauteur van de krant, vertelde deze week aan de pers:
"Gezien het feit dat we weten dat dit is wat typisch ontwikkelende kinderen laten zien, is de volgende vraag die moet worden gesteld hoe het zich verhoudt tot autistische kinderen die duidelijke beperkingen vertonen in hun vermogen om na te denken over andermans gedachten."
Misschien laten de hersenen van autistische kinderen verschillende patronen van activiteit zien, zegt Gweon.

De "Sally-Anne" valse geloofstest

In de studie gebruikten de onderzoekers een versie van wat gewoonlijk de "Sally-Anne" False Belief Test wordt genoemd, een klassieke manier om de theory of mind bij jonge kinderen te bestuderen.
Sally en Anne zijn poppen die de onderzoeker gebruikt om een ??korte scène voor het kind uit te spelen.
In het eerste deel van de scène neemt Sally een knikker en verbergt het in haar mandje. Daarna verlaat ze de kamer.
Anne neemt vervolgens het marmer en legt het in haar doos. Sally komt terug in de kamer en de scène pauzeert terwijl de onderzoeker het kind vraagt: "Waar zal Sally naar haar knikker zoeken?"
Kinderen met een goed ontwikkelde theory of mind zeggen "in de mand". Kinderen die geen theory of mind hebben ontwikkeld, zullen "in the box" zeggen. Dat komt omdat de eerste zal nadenken over wat Sally denkt, hoewel het niet representeert waar het marmer in werkelijkheid is, terwijl de laatste alleen zal nadenken over wat ze hebben waargenomen.
Eerdere studies hebben aangetoond dat kinderen meestal beginnen met het ontwikkelen van een theorie van de geest rond de leeftijd van 4: ze zullen zeggen dat Sally in de mand gaat kijken. Maar bij autistische kinderen gebeurt dit veel later, of nooit.

Wat de onderzoekers deden

Voor het onderzoek onderzochten de onderzoekers 20 kinderen in de leeftijd van 5 tot 11 jaar, omdat ze deelnamen aan twee experimenten.
In het eerste experiment ondergingen de kinderen functionele hersenscans met behulp van magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI) terwijl ze naar verhalen luisterden.
Terwijl elk kind in de MRI-machine zat, luisterde hij of zij naar drie verschillende soorten verhalen: de eerste was gericht op de mentale toestand van de mensen in het verhaal; de tweede richtte zich alleen op hoe mensen eruit zagen en wat ze deden; en het derde type verhaal gericht op fysieke objecten (geen mensen).
De onderzoekers maten de hersenactiviteit van de kinderen terwijl ze naar alle drie de verhalen luisterden. Dan ze vergeleken de scans om te zien of hersengebieden alleen actief waren toen de kinderen naar het verhaal over de mentale toestanden van mensen luisterden.
In het tweede experiment namen de kinderen deel aan een versie van de Sally-Anne-test. De onderzoekers stelden hen ook vragen die de kinderen vereisten om morele oordelen te vellen, als een andere manier om hun theorie van geestvaardigheid te meten.

Wat ze vonden

Na het eerste experiment merkten de onderzoekers dat de jongere kinderen, de linker en rechter TPJ, actief waren toen ze naar verhalen over de mentale toestanden van mensen luisterden. En deze twee regio's waren ook actief toen ze luisterden naar verhalen over het uiterlijk en het gedrag van mensen.

Maar bij oudere kinderen waren de resultaten anders. Zowel de linker- als de rechter TPJ-hersenregio's leken hoger afgestemd te zijn wanneer ze naar verhalen over de gedachten en gevoelens van mensen luisterden en waren helemaal niet actief tijdens de verhalen over hoe mensen eruit zagen en wat ze deden.
Toen ze deze resultaten vergeleken met die van het tweede experiment, ontdekten ze dat de mate waarin de activiteit in de juiste TPJ-regio was afgestemd op het verhaal over mentale toestanden nauw verbonden was met hoe de kinderen presteerden in de Sally-Anne-tests die hun theorie van geestvaardigheid.

Implicaties

Een expert die niet betrokken was bij het onderzoek, suggereert dat het ons begrip van hoe de theorie van de geest zich ontwikkelt bij kinderen naarmate ze ouder worden, aanzienlijk vergroot.
"Meer inzicht krijgen in de neurale basis van de gedragsontwikkeling die we op deze leeftijd zien, is opwindend", zegt Kristin Lagattuta, universitair hoofddocent psychologie aan de Universiteit van Californië in Davis.
De onderzoekers werken ook aan een andere studie met behulp van een vergelijkbare reeks tests, die tot doel heeft meer te ontdekken over de neurale onderbouwing van de theory of mind bij kinderen met autisme.
Gweon zei dat we heel weinig weten over de verschillen in neurale mechanismen die betrokken zijn bij kinderen met dergelijke beperkingen, en dat:
"Het begrijpen van de ontwikkelingsveranderingen in hersengebieden gerelateerd aan theory of mind zal cruciaal zijn om maatregelen te bedenken die hen in de echte wereld kunnen helpen."
Middelen van de Ellison Medical Foundation, de Packard Foundation, het John Merck Scholars-programma, een National Science Foundation Career Award en een Ewha 21st Century Scholarship hebben de studie gefinancierd.
Geschreven door Catharine Paddock PhD