Г олямо ново изследване разкрива, че мозъкът на децата с аутизъм обработва лицата по различен начин и че тези разлики могат да започват по-рано, отколкото учените смятаха досега. Изследователите установиха, че мозъчните сигнали, свързани с разпознаването на лица, стават по-специализирани с напредването на възрастта при невротипичните деца, но показват много по-малко промени при децата с аутизъм. Откритието би могло да помогне да се обясни защо някои хора с аутизъм имат затруднения с разпознаването на лица и разчитането на емоции.
Какво е „ефектът на Тачър“ и защо е толкова ужасяващ?
Голямо ново проучване разкри важни разлики в начина, по който мозъкът на децата с аутизъм реагира на човешки лица. Публикувано в Nature Mental Health, изследването е сред най-обширните проучвания досега относно това как работи възприятието за лица при аутизма.
Някои хора с аутизъм имат тенденция да гледат лицата по-рядко или да осъществяват по-малко зрителен контакт. Те могат също така да намират за по-трудно да запомнят лица или да интерпретират изражения на лицето в сравнение с невротипичните индивиди. Учените прекараха десетилетия в изследване на мозъчната активност зад тези разлики. В началото на 2000-те години, например, изследователи от Йейл съобщиха, че мозъчните региони, отговорни за обработката на лица, показват по-ниска активност при индивиди с аутизъм, отколкото при хора без аутизъм.
Джеймс Макпартланд, д-р на науките, професор „Харис“ в Центъра за изследване на децата и директор на Центъра за здраве на мозъка и ума, изследва как хората с аутизъм обработват лица с помощта на електроенцефалография (ЕЕГ) - техника, която записва електрическата активност на мозъка. Предишните ЕЕГ проучвания обаче обикновено са изследвали сигнали от ограничени региони, вместо да анализират активността по целия скалп.
Изкуствен интелект „чете мисли“ за първи път
За да получат по-пълна картина, Макпартланд и неговите колеги са провели проучване с участието на приблизително 400 деца с аутизъм, изследвайки електрически сигнали, записани по целия скалп. Те са открили, че мозъчната активност, свързана с разпознаването на лица, е била по-малко ясно различима при участниците с аутизъм. Те са идентифицирали и поразителна разлика в развитието: При невротипичните деца реакцията на мозъка към лицата е ставала по-специализирана с възрастта, докато децата с аутизъм не са показали същия модел.
„Това е първият път, в който използваме пълния обем от много богата информация, предоставена от ЕЕГ запис, за да разберем възприятието на лица и аутизма“, казва Макпартланд.
Как учените откриха разликите в активността на аутистичния мозък
Макпартланд сравнява традиционните подходи към изучаването на разпознаването на лица с опит да се разбере трафикът в целия град чрез наблюдение само на една улица в центъра.
„Така е работила повечето изследвания на обработката на лица досега“, казва Макпартланд.
Пробив в науката: Електростимулация на мозъка може да премахне сексистките нагласи
Новият подход предоставя много по-широка перспектива, подобна на наблюдението на трафика в целия град с помощта на сателитни изображения. За да изследват тези модели, изследователите са анализирали информация, събрана чрез Консорциума за биомаркери на аутизма за клинични изпитвания (ABC-CT). Наборът от данни включва деца с аутизъм и невротипични деца от различни възрастови групи.
По време на експериментите участниците са разглеждали снимки на лица и ежедневни предмети, докато ЕЕГ оборудването е записвало мозъчната им активност. Вместо да се концентрират върху малък брой места за запис, учените са изследвали електрическите сигнали от всички 128 електрода, разположени около скалпа на всеки участник.
След това те са приложили техники за машинно обучение, за да определят дали моделите в записите могат да разкрият какво гледа всяко дете.
Резултатите показват, че мозъчната активност е осигурила по-ясна индикация за гледане на лице при невротипичните деца, отколкото при децата с аутизъм. С други думи, електрическите сигнали, свързани с виждането на лица, са били по-малко различими в групата с аутизъм.
Барби с аутизъм: Mattel представи първата си приобщаваща кукла
„Невронната активност, която измерваме на скалпа, просто не е толкова отчетлива при децата с аутизъм“, казва първият автор Джейсън Грифин, д-р на науките, асистент по психология в Университета в Хюстън. Грифин преди това е работил как постдокторантски изследовател в лабораторията на Макпартланд.
Изследователите са установили също, че способността да се идентифицира какво гледа детето въз основа на мозъчната активност се е подобрявала с възрастта сред невротипичните участници. Това подобрение, свързано с възрастта, не е било наблюдавано при децата с аутизъм, което подсказва, че техните невронни реакции към лица се развиват по различен модел.
„Тяхната специфична обработка на лица не следва същата траектория“, казва Грифин.
Разликите в разпознаването на лица могат да започват по-рано, отколкото се смяташе досега
Освен че идентифицира разлики в мозъчната активност, проучването предлага нов поглед върху това колко рано възникват тези разлики по време на възприемането на лица.
Разпознаването на някого включва множество етапи на невронна обработка. Последователността започва, когато визуалната информация навлезе в очите, и продължава, докато мозъкът interpretира тази информация, докато дадено лице не бъде разпознато.
Голяма част от по-ранните изследвания върху аутизма и възприемането на лица са се концентрирали върху мозъчен сигнал, наречен N170. Тази измерима промяна в електрическата активност обикновено се появява около 170 милисекунди след като човек види лице. Предишни проучвания показват, че реакцията N170 има тенденция да се появява по-късно при индивиди с аутизъм.
Учени откриха как алкохолизмът променя мозъка
Чрез анализ на мозъчната активност за по-широк период от време, изследователите са открили доказателства, че разликите в обработката на лица започват преди появата на този познат сигнал. Това подсказва, че разликите, свързани с аутизма, могат да възникнат на по-ранни етапи от визуалната обработка, отколкото изследователите бяха установили по-рано.
„Но когато погледнете обработката на лица чрез подход, който е по-приемлив за пълния времеви диапазон от информация, виждаме, че разликите при аутизма се появяват още по-рано“, казва Макпартланд.
Какво би могло да означава откритието за диагностиката на аутизма и ранната подкрепа
Констатациите биха могли в крайна сметка да повлияят на начина, по който изследователите подхождат към диагностиката на аутизма и разработването на подкрепящи интервенции.
В миналото някои клиницисти се опитваха да се справят със затрудненията във възприемането на лица, като изискваха от хората с аутизъм да поддържат зрителен контакт. Изследванията оттогава показват, че принудителният зрителен контакт не е ефективно решение. По-доброто разбиране за това как се развива обработката на лица в мозъка би могло да помогне за идентифицирането на подходи, които са по-полезни и подходящи.
Продължаващо предизвикателство в изследванията на аутизма е отделянето на неврологичните разлики, свързани със самия аутизъм, от промените, които могат да се развият чрез опита от живота със състоянието. Според изследователите моделите, идентифицирани в това проучване, подсказват, че разликите в обработката на лица са свързани с основни характеристики на развитието при аутизма, а не просто да отразяват натрупан житейски опит.
„Когато виждаме това очаквано усъвършенстване и специализация при хората без аутизъм, виждаме намалена промяна в развитието при хората с аутизъм“, обяснява Макпартланд.
Тъй като разликите се появяват по време на развитието, констатациите повдигат и възможността подкрепата, насочена към подпомагане на децата с аутизъм да интерпретират лицевите емоции, да бъде особено полезна, когато бъде въведена в по-ранна детска възраст.
Изследователите обаче подчертават, че аутизмът не създава непременно трудности, които изискват интервенция. Много невродивергентни хора изпитват малко или никакво увреждане, свързано с техния аутизъм, и може нито да се нуждаят, нито да искат допълнителна подкрепа. За други предизвикателствата с разпознаването на лица или разбирането на израженията на лицето могат да усложнят ежедневните социални взаимодействия.
„Представете си да преминавате през живота, когато ви е трудно да възприемете информацията в лицето на друг човек - от ориентирането на детската площадка до ориентирането по време на интервю за работа“, казва Макпартланд. „Това е една от критичните области, които причиняват трудности на много хора с аутизъм.“
Новите мозъчни сигнали биха могли да помогнат за подобряване на диагностиката на аутизма
Друго потенциално приложение включва търсенето на по-обективни начини за оценка на аутизма. В момента клиницистите поставят диагноза аутизъм главно чрез оценка на поведението, тъй като все още няма надеждни биологични тестове за рутинна диагностика.
Учените изследват няколко възможни биомаркера, които са измерими биологични характеристики, които биха могли да подобрят диагностичните оценки или да помогнат за разграничаването на различни групи в рамките на аутистичния спектър.
Новоидентифицираните модели на мозъчна активност, свързана с лицата, биха могли да допринесат за тези усилия. Чрез изследване на това как тези невронни сигнали се различават при отделните индивиди, изследователите могат в крайна сметка да разработят допълнителни диагностични инструменти или по-добре да идентифицират хората с аутизъм, за които е вероятно да се възползват от определени форми на подкрепа, включително терапия за социални умения.
Въпреки че са необходими повече изследвания, преди тези констатации да могат да се използват в клиничната практика, проучването предоставя нов начин за изследване на това как аутистичният мозък обработва лицата и как тези реакции се променят през детството.
„Това е първа стъпка в въвеждането на нов биомаркер“, казва Макпартланд.
