Согласно новому исследованию с визуализацией мозга, проведенному Медицинской школой Стэнфордского университета, мозг детей с аутизмом относительно негибкий при переключении с отдыха на выполнение заданий.
Вместо того чтобы менять работу, чтобы приспособиться к работе, связь в ключевых мозговых сетях аутичных детей выглядит так же, как и в покоящемся мозгу.
Исследование показало, что чем больше эта негибкость, тем серьезнее проявляются у ребенка повторяющиеся и ограничивающие формы поведения, характерные для аутизма.
В исследовании, опубликованном в Интернете 29 июля в журнале Cerebral Cortex, использовалась функциональная магнитно-резонансная томография, или фМРТ, для изучения активности мозга детей в состоянии покоя и во время выполнения двух задач: решения простых математических задач и просмотра изображений разных лиц.
В исследование было включено одинаковое количество детей с аутизмом и без него. Расстройство развития, которым сейчас страдает каждый 68-й ребенок в Соединенных Штатах, характеризуется социальными и коммуникативными дефицитами, повторяющимся поведением и сенсорными проблемами.
«Мы хотели проверить идею о том, что гибкий мозг необходим для гибкого поведения», — сказала Люсина Уддин, доктор философии, ведущий автор исследования. «Мы обнаружили, что через набор мозговых связей, которые, как известно, важны для переключения между различными задачами, дети с аутизмом демонстрировали пониженную« гибкость мозга »по сравнению с обычно развивающимися сверстниками."Уддин, который сейчас является доцентом кафедры психологии в Университете Майами, был докторантом в Стэнфорде, когда проводилось исследование.
«Тот факт, что мы можем связать эту нейрофизиологическую негибкость состояния мозга с поведенческой негибкостью, является важным открытием, потому что он дает нам ключ к пониманию того, какие процессы идут наперекосяк при аутизме», — сказал Винод Менон, доктор философии, Рэйчел Л. и Уолтер Ф. Николс, доктор медицины, профессор психиатрии и поведенческих наук в Стэнфорде и старший автор исследования.
Отслеживание изменений в подключении
Исследователи сосредоточились на сети областей мозга, которые они изучали ранее.
Эти области участвуют в принятии решений, выполнении социальных задач и выявлении соответствующих событий в окружающей среде для управления поведением. Предыдущая работа команды показала, что у детей с аутизмом активность в этих областях была более тесно связана, когда мозг был в состоянии покоя, чем у детей, не страдающих аутизмом.
Новое исследование показывает, что при аутизме связь в этих сетях, которую можно увидеть на сканировании фМРТ, довольно схожа, независимо от того, находится ли мозг в состоянии покоя или выполняет задание. Напротив, у типично развивающихся детей более значительный сдвиг в мозговых связях при выполнении заданий.
В исследовании приняли участие 34 ребенка с аутизмом и 34 ребенка с типичным развитием. Все дети с аутизмом прошли стандартную клиническую оценку степени тяжести их расстройства. Затем две группы были разделены пополам: 17 детей с аутизмом и 17 детей с типично развивающимся развитием сканировали мозг с помощью фМРТ в состоянии покоя и при выполнении простых арифметических задач. У оставшихся детей сканировали мозг в состоянии покоя и во время задания, в котором им предлагалось различать лица разных людей.
Задача распознавания лиц была выбрана потому, что аутизм характеризуется социальными недостатками; математическая задача была выбрана, чтобы отразить область, в которой у детей с аутизмом обычно нет дефицита.
Мы хотели проверить идею о том, что гибкий мозг необходим для гибкого поведения.
Дети с аутизмом справились с обоими задачами не хуже, чем их обычно развивающиеся сверстники, то есть они так же хорошо умели различать лица и решать математические задачи.
Однако результаты сканирования их мозга были разными. Помимо снижения гибкости мозга, исследователи показали корреляцию между степенью негибкости и серьезностью ограничивающего и повторяющегося поведения, такого как выполнение одного и того же распорядка снова и снова или одержимость любимой темой.
«Это первое исследование, в котором изучалось, как паттерны внутренней мозговой связи меняются с когнитивной нагрузкой у детей с аутизмом», — сказал Менон. Он добавил, что исследование впервые демонстрирует, что связность мозга у детей с аутизмом меняется меньше, чем в состоянии покоя, в ответ на задачу, чем мозг других детей.
Руководство по новым методам лечения
«Полученные данные могут помочь исследователям оценить влияние различных методов лечения аутизма», — сказал Каустубх Супекар, доктор философии, научный сотрудник и другой ведущий автор исследования. "Терапия, повышающая гибкость мозга при переключении с покоя на целенаправленное поведение, может быть хорошей целью, например."
«Мы добиваемся прогресса в определении мозговой основы аутизма, и мы начинаем получать поддержку в точном определении систем и сигнальных механизмов, которые не функционируют должным образом», — сказал Менон. "Это дает нам возможность лучше думать о лечении и изучать изменения или пластичность мозга."
Другими авторами исследования из Стэнфорда являются научные сотрудники Чарльз Линч, Кэтрин Ченг, Паола Одриозола и Мария Барт; Дженнифер Филлипс, доктор философии, доцент кафедры психиатрии и поведенческих наук и содиректор клиники аутизма и пороков развития при детской больнице Люсиль Паккард в Стэнфорде; Карл Файнштейн, доктор медицины, почетный профессор психиатрии и поведенческих наук; и Дэниел Абрамс, доктор философии, научный сотрудник.
Исследование было поддержано грантами Международного общества исследований аутизма, Фонда Сингера и Национальных институтов здравоохранения (гранты K01MH092288, HD047520, HD059205 и MH084164).