Die Auswirkungen von Bildung auf die Gehirnstruktur enthüllt
Eine Studie zeigt, dass ein zusätzliches Jahr Schule keine bleibenden Veränderungen in der Gehirnstruktur bewirkt.
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Inhaltsverzeichnis
Zugang zu Bildung wird als grundlegendes Menschenrecht gesehen, das sowohl der Gesellschaft als auch der Wirtschaft zugutekommt. Leute mit mehr Bildung haben oft bessere Gesundheit, Denkfähigkeiten und Gehirnentwicklung. Forschungen aus verschiedenen Ländern und Gruppen unterstützen diese Ideen.
Bildung lehrt nicht nur Fakten; sie verbessert auch unsere Fähigkeit zu denken und Probleme zu lösen. Ein möglicher Grund für diese Vorteile ist, dass Bildung die Struktur unserer Gehirne langfristig verändern kann. Studien deuten darauf hin, dass Bildung eine Schlüsselrolle dabei spielt, wie sich unsere Gehirne im Laufe unseres Lebens entwickeln. Zum Beispiel haben Menschen mit mehr Bildung tendenziell dickere Teile des Gehirns, wenn sie älter werden, was sie möglicherweise vor den Auswirkungen des Alterns schützt.
Allerdings haben Forscher bisher keinen starken Beweis gefunden, dass Bildung die Gehirnstruktur direkt verändert. Es gibt Herausforderungen, das zu beweisen, weil es nicht ethisch oder praktisch ist, Experimente durchzuführen, bei denen Leute zufällig verschiedenen Bildungsniveaus zugeordnet werden. Das schafft Unsicherheit darüber, ob die Vorteile von Bildung wirklich dadurch verursacht werden oder ob sie von anderen Faktoren beeinflusst werden, wie Intelligenz, Familieneinkommen oder Umweltbedingungen.
Ein wesentlicher Teil der Bildung einer Person wird durch genetische Faktoren beeinflusst, was die Situation weiter kompliziert. Ausserdem beinhaltet der Zugang zu höherer Bildung oft viele Auswahlprozesse, die die Ergebnisse ebenfalls beeinflussen können.
Eine Möglichkeit, das zu untersuchen, ist die Verwendung von natürlichen Experimenten, also Situationen, die es Forschern ermöglichen, kausale Schlussfolgerungen zu ziehen, ohne ein randomisiertes Experiment durchzuführen. Zum Beispiel kann ein Gesetz, das Schüler verpflichtet, länger in der Schule zu bleiben, als natürliches Experiment dienen. Dieses Gesetz betrifft alle in einer bestimmten Altersgruppe gleichermassen, was hilft, den Einfluss persönlicher Merkmale von den Ergebnissen zu entfernen.
Ein bemerkenswertes Beispiel für ein solches Experiment fand am 1. September 1972 statt, als ein Gesetz das Mindestalter, um die Schule zu verlassen, von 15 auf 16 in bestimmten Teilen des UK erhöhte. Dieses Gesetz bedeutete, dass fast alle 15-Jährigen ein zusätzliches Jahr in der Schule bleiben mussten. Das führte dazu, dass ihre formalen Qualifikationen, Einkommen und kognitiven Fähigkeiten stiegen. Es bleibt jedoch unbekannt, ob diese Veränderung auch die langfristige Struktur ihrer Gehirne beeinflusste.
Diese Untersuchung verwendet eine grosse Gruppe von Personen und ausgeklügelte Methoden, um zu sehen, ob ein zusätzliches Jahr Bildung langfristige Auswirkungen auf die Gehirnstruktur hat. Anhand von Daten aus der UK Biobank, einer grossen Studie, die Informationen von vielen Individuen enthält, können die Forscher die vergleichen, die von dem Gesetz betroffen waren, mit denen, die es nicht waren.
Die Studie untersucht mehrere Aspekte der Gehirnstruktur, einschliesslich der gesamten Oberfläche, der durchschnittlichen Dicke des Gehirns, des Gesamtvolumens des Gehirns und verschiedener Eigenschaften des Gehirngewebes. Die Forscher schauten sich auch spezifische Bereiche des Gehirns genauer an.
Um festzustellen, ob ein zusätzliches Jahr Schule zu merklichen Veränderungen in der Gehirnstruktur führt, verwendeten die Forscher fortschrittliche statistische Techniken. Sie verglichen die Gehirnstruktur von Individuen, die kurz vor und kurz nach Inkrafttreten des Gesetzes geboren wurden. Wenn Bildung die Gehirnstruktur verändert hätte, müsste es einen klaren Unterschied zwischen diesen beiden Gruppen geben.
Nach der Analyse der Daten fanden die Forscher keine signifikanten Effekte des zusätzlichen Schuljahres auf irgendein Mass der Gehirnstruktur. Das deutet darauf hin, dass die Beziehung zwischen Geburtsdatum und Gehirnstruktur über den Grenzwert des Gesetzes hinweg gleichmässig war, was darauf hindeutet, dass es keine Unterschiede gibt, die sich aus dem zusätzlichen Schuljahr ergeben haben.
Ausserdem schauten sich die Forscher regionale Veränderungen im Gehirn an, um zu sehen, ob Bildung bestimmte Bereiche beeinflusst hat, anstatt das Gehirn als Ganzes zu betreffen. Sie untersuchten mehrere spezifische Regionen des Gehirns und fanden auch dort keine Beweise für Bildungseffekte.
Um sicherzustellen, dass ihre Ergebnisse gültig waren, führten die Forscher auch Tests durch, um die Zuverlässigkeit ihrer Methoden zu überprüfen. Sie suchten nach Beweisen, dass Individuen ihre Bildung beeinflussen könnten, indem sie wählten, wann sie sich um den Stichtag herum in die Schule einschreiben, was angesichts der Natur des Gesetzes unwahrscheinlich war. Sie testeten auch andere nicht verwandte Variablen, um zu bestätigen, dass das Gesetz keine unerwarteten Effekte hatte.
Es wurde eine weitere Analyse durchgeführt, um zu sehen, ob die Effekte von Bildung nur in bestimmten Bereichen des Gehirns vorhanden sein könnten. Wieder fanden sie keine Beweise, die dies unterstützten. Die Studie war robust genug, um verschiedene Faktoren zu berücksichtigen, und die Ergebnisse blieben in verschiedenen Analysen konsistent.
Die Forscher führten auch eine andere Art von Analyse namens "Bayesianische lokale Randomisierung" durch, um ihre Ergebnisse weiter zu testen. Diese Methode betrachtet Gruppen von Individuen, die kurz vor und nach dem Stichtag geboren wurden. Selbst mit diesem Ansatz fanden sie starke Beweise, die die Idee unterstützen, dass das zusätzliche Jahr Bildung keine merklichen Veränderungen in der Gehirnstruktur verursachte.
In einer separaten Analyse untersuchten die Forscher die Beziehung zwischen der Anzahl der Jahre an Bildung, die Individuen angaben, und verschiedenen Gehirnmassen. Sie fanden einige positive Assoziationen, die darauf hindeuten, dass mehr Bildung mit grösserem Gehirnvolumen oder grösserer Oberfläche verbunden sein könnte. Diese Ergebnisse implizieren jedoch nicht, dass zusätzliche Bildung diese Veränderungen direkt verursacht.
Insgesamt deuten die Ergebnisse darauf hin, dass das zusätzliche Jahr Schule, das durch das Gesetz von 1972 vorgeschrieben wurde, nicht zu nachweisbaren Veränderungen in der Gehirnstruktur Jahrzehnte später führte. Während das Gesetz klare Vorteile in Bezug auf Bildung und Qualifikationen hatte, scheint es keine nachhaltigen Auswirkungen auf das Gehirn selbst gehabt zu haben.
Die Ergebnisse dieser Forschung werfen wichtige Fragen darüber auf, wie Bildung unser Denken und unsere Hirnfunktion beeinflusst. Während viele Studien gezeigt haben, dass Bildung positive Effekte auf Kognitive Fähigkeiten hat, bleiben die genauen neuronalen Mechanismen unklar. Eine Möglichkeit ist, dass Veränderungen auf einem Niveau auftreten, das mit herkömmlichen Bildgebungstechniken nicht erfasst werden kann.
Die lange Zeitspanne zwischen der bereitgestellten Bildung und den Gehirnscans kann ebenfalls zu den Ergebnissen beitragen. Es ist möglich, dass etwaige Effekte von Bildung auf die Gehirnstruktur über so viele Jahre nicht bestehen bleiben. So wie körperliche Fitness mit der Zeit nachlassen kann, könnte das Gleiche für die bildungsbedingten Auswirkungen auf die Gehirnstruktur gelten.
Das Fehlen direkter kausaler Verbindungen zwischen Bildung und Gehirnstruktur unterstreicht die Notwendigkeit zur Vorsicht, wenn es darum geht, Schlussfolgerungen ausschliesslich auf der Basis von Korrelationen zu ziehen. Es deutet darauf hin, dass andere Faktoren sorgfältig berücksichtigt werden müssen, wenn die Ergebnisse von Studien über Bildung und deren Auswirkungen auf das Gehirn interpretiert werden.
Um die Komplexität zu verstehen, wie Bildung die neuronale Entwicklung beeinflusst, wird zukünftige Forschung eine Kombination von Ansätzen benötigen. Dazu sollten detaillierte Bewertungen, langfristige Bildgebungen und Verhaltensstudien gehören, um die vielen Einflüsse auf das Wachstum und Altern des Gehirns zu erfassen.
Zusammenfassend liefert diese Untersuchung starke Beweise dafür, dass ein zusätzliches Jahr Schule nicht zu signifikanten langfristigen Veränderungen in der Gehirnstruktur führt. Trotz der vielen Vorteile von Bildung in anderen Bereichen scheinen die neuronalen Ergebnisse komplexer zu sein, als zuvor verstanden. Diese Forschung eröffnet neue Wege zur Untersuchung der Beziehung zwischen Bildung und dem Gehirn und ermutigt dazu, von einfachen Assoziationen zu kausalen Beziehungen überzugehen. Während umfassendere Studien durchgeführt werden, wird unser Verständnis der Rolle von Bildung in der Gehirnentwicklung weiter wachsen.
Titel: No effect of additional education on long-term brain structure: a preregistered natural experiment in thousands of individuals.
Zusammenfassung: Education is related to a wide variety of beneficial health, behavioral, and societal outcomes. However, whether education causes long-term structural changes in the brain remains unclear. A pressing challenge is that individuals self-select into continued education, thereby introducing a wide variety of environmental and genetic confounders. Fortunately, natural experiments allow us to isolate the causal impact of increased education from individual (and societal) characteristics. Here, we exploit a policy change in the UK (the 1972 ROSLA act) that increased the amount of mandatory schooling from 15 to 16 years of age to study the impact of education on long-term structural brain outcomes in a large (n[~]30.000, UK Biobank) sample. Using regression discontinuity - a causal inference method - we find no evidence of an effect from an additional year of education on any structural neuroimaging outcomes. This null result is robust across modalities, regions, and analysis strategies. An additional year of education is a substantial cognitive intervention, yet we find no evidence for sustained experience-dependent plasticity. Our results provide a challenge for prominent accounts of cognitive or brain reserve theories which identify education as a major protective factor to lessen adverse aging effects. Our preregistered findings are one of the first implementations of regression discontinuity on neural data - opening the door for causal inference in population-based neuroimaging.
Autoren: Nicholas Judd, R. Kievit
Letzte Aktualisierung: 2024-07-11 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.17.594682
Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.17.594682.full.pdf
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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