Kesulitan belajar yang berbeda tidak sesuai dengan wilayah otak tertentu, seperti yang diperkirakan sebelumnya, kata para peneliti di University of Cambridge. Sebaliknya konektivitas yang buruk antara ‘hub’ di dalam otak jauh lebih kuat terkait dengan kesulitan anak-anak.
Antara 14-30% anak-anak dan remaja di seluruh dunia mengalami kesulitan belajar yang cukup parah sehingga membutuhkan dukungan tambahan. Kesulitan-kesulitan ini sering dikaitkan dengan masalah kognitif dan / atau perilaku. Dalam beberapa kasus, anak-anak yang berjuang di sekolah menerima diagnosis formal dari kesulitan atau ketidakmampuan belajar tertentu, seperti disleksia, dyscalculia atau gangguan bahasa perkembangan, atau gangguan perkembangan seperti defisit perhatian dan gangguan hiperaktif (ADHD), dyspraxia, atau gangguan spektrum autisme.
Para ilmuwan telah berjuang untuk mengidentifikasi area-area spesifik dari otak yang mungkin menimbulkan kesulitan-kesulitan ini, dengan studi-studi yang melibatkan banyak sekali area otak. ADHD, misalnya, telah dikaitkan dengan korteks cingulate anterior, nukleus kaudat, pallidum, striatum, otak kecil, korteks prefrontal, korteks premotor, dan sebagian besar lobus parietal.
Satu penjelasan potensial adalah bahwa setiap diagnosis berbeda jauh antara satu individu dan yang berikutnya, sehingga masing-masing melibatkan kombinasi wilayah otak yang berbeda. Namun, penjelasan yang lebih provokatif telah diusulkan oleh tim ilmuwan di MRC Cognition and Brain Sciences Unit, University of Cambridge: pada kenyataannya, tidak ada area otak spesifik yang menyebabkan kesulitan ini.
Untuk menguji hipotesis mereka, para peneliti menggunakan pembelajaran mesin untuk memetakan perbedaan otak pada sekelompok hampir 479 anak, 337 di antaranya telah dirujuk dengan masalah kognitif terkait pembelajaran dan 142 dari sampel pembanding. Algoritme menginterpretasikan data yang diambil dari baterai besar ukuran kognitif, pembelajaran, dan perilaku, serta dari pemindaian otak yang diambil menggunakan magnetic resonance imaging (MRI). Hasilnya dipublikasikan hari ini di Current Biology .
Para peneliti menemukan bahwa perbedaan otak tidak memetakan pada label yang diberikan anak-anak – dengan kata lain, tidak ada daerah otak yang diprediksi memiliki ASD atau ADHD, misalnya. Lebih mengejutkan, mereka menemukan bahwa daerah otak yang berbeda bahkan tidak memprediksi kesulitan kognitif spesifik – tidak ada defisit otak spesifik untuk masalah bahasa atau kesulitan memori, misalnya.
Alih-alih, tim menemukan bahwa otak anak-anak diorganisir di sekitar hub, seperti sistem lalu lintas yang efisien atau jejaring sosial. Anak-anak yang memiliki hub otak yang terhubung dengan baik memiliki kesulitan kognitif yang sangat spesifik, seperti keterampilan mendengar yang buruk, atau tidak memiliki kesulitan kognitif sama sekali. Sebaliknya, anak-anak dengan hub yang kurang terhubung – seperti stasiun kereta dengan sedikit atau koneksi yang buruk – memiliki masalah kognitif yang luas dan parah.
“Para ilmuwan ini sudah berdebat selama beberapa waktu bahwa ada daerah tertentu pada otak yang memprediksi memiliki kelainan atau kesulitan belajar tertentu, tetapi kami sudah membuktikan bahwa ini bukan masalahnya,” kata Dr Duncan Astle, penulis senior studi ini. “Faktanya, jauh lebih penting untuk mempertimbangkan bagaimana area otak ini terhubung – khususnya, apakah mereka terhubung melalui hub. Tingkat kesulitan belajar sangat terkait dengan keterhubungan hub ini, kami pikir karena hub ini memainkan kunci peran dalam berbagi informasi antar area otak. “
Dr Astle mengatakan bahwa salah satu implikasi dari pekerjaan mereka adalah bahwa itu menyarankan bahwa intervensi harus kurang bergantung pada label diagnostik.
“Menerima diagnosis adalah penting bagi keluarga. Ini dapat memberikan pengakuan profesional untuk kesulitan anak dan membuka pintu untuk dukungan spesialis. Tetapi dalam hal intervensi khusus, misalnya dari guru anak, mereka dapat menjadi gangguan.
“Lebih baik untuk melihat bidang kesulitan kognitif mereka dan bagaimana hal ini dapat didukung, misalnya menggunakan intervensi khusus untuk meningkatkan keterampilan mendengarkan atau kompetensi bahasa, atau pada intervensi yang akan baik untuk seluruh kelas, seperti bagaimana cara mengurangi pekerjaan tuntutan ingatan selama belajar. “
Temuan ini dapat menjelaskan mengapa perawatan obat belum terbukti efektif untuk gangguan perkembangan. Methylphenidate (Ritalin), misalnya, yang digunakan untuk mengobati ADHD, tampaknya mengurangi hiperaktivitas, tetapi tidak memulihkan kesulitan kognitif atau meningkatkan kemajuan pendidikan. Obat-obatan cenderung menargetkan tipe sel saraf tertentu, tetapi akan berdampak kecil pada organisasi ‘berbasis hub’ yang telah muncul selama bertahun-tahun.
Meskipun ini adalah pertama kalinya hub dan koneksinya terbukti memainkan peran kunci dalam kesulitan belajar dan gangguan perkembangan, pentingnya mereka dalam gangguan otak menjadi semakin jelas dalam beberapa tahun terakhir. Peneliti Cambridge sebelumnya telah menunjukkan bahwa mereka juga memainkan peran penting dalam gangguan kesehatan mental yang mulai muncul selama masa remaja, seperti skizofrenia.
Penelitian ini didanai oleh Medical Research Council.