Association mellan kognitiv förmåga, hjärnans globala ytarea, gener och skärmtid hos unga tonåringar : Estimering av kausal inferens med maskininlärning

Screen media activity such as watching TV and videos, playing video games, and using social media has become a popular leisure activity for children and adolescents. The effect of screen time has been a highly debated topic; however, there is still very little known about it. Using a dataset from the Adolescent Brain Cognitive Development longitudinal study 4 217 young adolescents, that met the requirements, could be retrieved for this thesis project after processing of the data. This thesis project investigated causal order between genetic effect (cognitive performance Polygenic scores (PGSs)), screen time activity, brain morphology (structural Magnetic Resonance Imaging (sMRI) for surface area and cortical thickness), lack of perseverance, and cognitive performance (crystallized IQ) with a machine learning algorithm DirectLiNGAM. A clear correlation between screen media activity and PGS was found for all types of screen time activities but only video games and social media correlated to the global surface area. Furthermore, TV and video seem to affect lack of perseverance, and lack of perseverance, in turn, affects time spent on video games. These findings imply that different types of social media are not as alike as we thought and can affect adolescents differently. Taken together, these findings support previous research on screen media activity's effect on lack of perseverance, brain morphology, and cognitive performance, and propose new causal inference between genetics and screen time. Lastly, the algorithm used in this thesis project inferred reasonable causal orders and can be seen as a very good complement to today's causal modeling.Skärmaktivitet som att titta på TV och video, spela videospel och använda sociala medier har blivit en populär fritidsaktivitet för barn och ungdomar. Effekten av skärmtid har varit ett mycket debatterat ämne; det finns dock fortfarande mycket lite kunskap om det. Med hjälp av datasetet från Adolescent Brain Cognitive Development långtidsstudien kunde 4 217 ungdomar, som uppfyllde specifika krav, väljas ut för detta avhandlingsprojekt efter bearbetning av datan. Detta avhandlingsprojekt undersökte kausal ordning mellan genetisk effekt (Polygenic scores (PGS) för kognitiv prestation), skärmtidsaktivitet, hjärnmorfologi (strukturell Magnet Resonans Imaging (sMRI) för hjärnans ytarea och hjärnbarks tjocklek), brist på ihärdighet och kognitiv förmåga (kristalliserad IQ) med en maskininlärningsalgoritm DirectLiNGAM. Tydlig korrelation mellan skärmaktivitet och PGS hittades för alla typer av skärmaktiviteter men endast videospel och sociala medier korrelerade till den globala ytarean. Dessutom verkar TV och video påverka brist på ihärdighet och brist på ihärdighet i sin tur påverkar hur mycket tid som spenderas på videospel. Dessa resultat antyder att olika typer av sociala medier inte är så lika som vi trodde och kan påverka ungdomar olika. Sammanlagt stöder dessa upptäckter tidigare forskning om skärmtidseffekt på brist på ihärdighet, hjärnmorfologi och kognitiv förmåga och föreslår en ny kausal inferens mellan genetik och skärmtid. Slutligen ledde algoritmen som användes i detta avhandlingsprojekt fram till rimliga kausala ordningar och kan ses som ett mycket bra komplement till dagens kausala modellering