Hjärnans utveckling och formbarhet

Vår hjärna är utrustad med olika typer av minnesförmåga. Arbetsminnet hjälper oss att hålla kvar information, exempelvis instruktioner om vad vi ska göra härnäst. Det har en viktig funktion också för en rad andra kognitiva aktiviteter såsom problemlösning och koncentrationsförmåga.

Det finns en rad tillstånd där pannlobens funktioner är nedsatta och som därför ger problem med arbetsminnet. Det gäller till exempel vid ADHD (attentiondeficit/hyperactivity disorder) och stroke, men också vid normalt åldrande sker en långsam försämring.

Att studera sambandet mellan aktivitet i hjärnan och kognitiva funktioner som minne, uppmärksamhet och koncentration är ett forskningsområde som vuxit fram på senare år. Professor Torkel Klingberg är en av dem som starkt bidragit till detta, framför allt inom området som rör barns utveckling och hjärnans formbarhet. Vid sidan av forskningen har han i år också kommit ut med två populärvetenskapliga böcker i ämnet: "Den översvämmade hjärnan - en bok om arbetsminne, IQ och den stigande informationsfloden" år 2007, samt "Den lärande hjärnan - om barns minne och utveckling" år 2011, båda på förlaget Natur och Kultur.

Redan under doktorandtiden genomförde Torkel Klingberg en rad studier som handlar om arbetsminne och simultanutförande, det vill säga förmågan att göra två arbetsminnesuppgifter samtidigt. Tekniker som PET (positronemissionstomografi) och fMRI (funktionell magnetresonanstomografi) gör det möjligt att titta in i den levande hjärnan och se hur den arbetar när vi tänker och minns. Under sin tid som postdoc i USA lärde han sig sedan ytterligare en ny teknik, DTI (diffusions tensor imaging). Det är en metod med vars hjälp man kan studera kopplingsmönster mellan olika områden i hjärnan. Bland annat kunde han visa att personer med dyslexi har störningar i hjärnans vita substans, närmare bestämt i kopplingarna mellan olika språkområden.

Träningsprogram i datorn

Torkel Klingberg berättar att han med dessa olika tekniker fortsatt att kartlägga hjärnans aktivitet för att undersöka hur arbetsminne, koncentrationsförmåga och läsförmåga utvecklas under barndomen.

- En del av arbetet gäller barn med koncentrationssvårigheter. Det har visat sig att många av de symtom som dessa barn har, till exempel att inte komma ihåg instruktioner och att lätt bli störda, kan förklaras med nedsatt arbetsminne, säger Torkel Klingberg.

Han har tillsammans med sin forskargrupp utvecklat en ny datoriserad träningsmetod för att hjälpa barn med ADHD att träna upp sitt arbetsminne. Träningsprogrammet liknar ett dataspel och innebär fem veckors träning, fem dagar i veckan under 45 minuter per dag. I studierna deltog barn i åldrarna sju till tolv år.

- Vi kunde visa att arbetsminnet förbättrades genom träningen, barnen blev lugnare och kunde koncentrera sig bättre. Det här är helt ny kunskap och metoden används nu kliniskt både i Sverige och i USA, berättar Torkel Klingberg.

Ett motsvarande träningsprogram har också prövats på strokepatienter med positivt resultat - både koncentration och arbetsminne förbättrades. Med hjälp av magnetkamera, som avbildar blodflödet, kunde man se vilka delar av hjärnan som aktiverades och därmed få ny kunskap om hur hjärnan kan stimuleras genom träning. Med PET kamera har man också kartlagt förändringar i dopaminreceptorer vid träning.

I några pågående projekt är målet att vidareutveckla metoder för att träna kognitiva funktioner. Frågeställningarna gäller bland annat vilka personer som kan bli hjälpta av träning och vilka kognitiva funktioner som går att träna upp. I studierna deltar såväl förskolebarn som äldre personer.

Stor nationell studie

Under hösten 2007 startar en stor longitudinell studie om minne hos barn och ungdomar i åldrarna sex till tjugo år. Det är ett nationellt samarbetsprojekt som leds av Torkel Klingberg. Deltagarna får gå igenom ett omfattande testbatteri som mäter långtidsminne, arbetsminne, motorisk förmåga, läsförmåga, problemlösningsförmåga och matematisk problemlösning. Studien ska pågå under fem år och testbatteriet genomförs vartannat år. Dessutom görs en genetisk test där man utgår från kända gener, bland annat för dyslexi, och det görs även en avbildning av hjärnan. Man kommer också att titta på en rad psykologiska och sociala faktorer som kan tänkas påverka barns kognitiva utveckling.

- Jag hoppas att projektet kan leda till ny kunskap om hur olika minnesfunktioner utvecklas hos barn och ungdomar och vilka biologiska och miljömässiga faktorer som är relaterade till den utvecklingen, säger Torkel Klingberg.

Text: Ann-Marie Dock, publicerad i "Från Cell till Samhälle" 2007

Om forskningsämnet

Kognitiv neurovetenskap är ett relativt nytt forskningsområde som växt fram med den teknologi som gjort det möjligt att kartlägga den mänskliga hjärnan.

Med metoder som positronemissionstomografi, PET, och funktionell magnetresonanstomografi, fMRI, kan man avbilda aktivitet i hjärnan samtidigt som personen utför olika mentala uppgifter. På så vis går det att kartlägga hjärnans funktioner.

Med hjälp av andra tekniker såsom diffusions tensor imaging, DTI, kan man avbilda hjärnans struktur, inklusive kopplingarna mellan olika områden i hjärnan.

Länkar

NeurovetenskapProfessor