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, которое будет опубликовано в Интернете 29 июля в 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 Лучина 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 не так, как надо 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.
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.
Дети с аутизмом справились с обоими задачами так же хорошо, как и 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," Менон сказал. Он добавил, что это исследование впервые демонстрирует, что связность мозга у детей с аутизмом меняется меньше, чем в состоянии покоя, в ответ на задачу, чем мозг других детей.
"Полученные данные могут помочь исследователям оценить влияние различных методов лечения аутизма," сказал Каустубх Супекар, доктор философии, научный сотрудник и другой ведущий автор исследования. "Например, хорошей целью могут быть методы лечения, повышающие гибкость мозга при переключении с покоя на целенаправленное поведение."
"Мы добиваемся прогресса в определении мозговой основы аутизма, и мы начинаем получать поддержку в точном определении систем и сигнальных механизмов, которые не работают должным образом," Менон сказал. "Это помогает нам лучше думать о лечении и изучать изменения или пластичность мозга."