Mozkové mechanismy pro zpracování jazyka u dospívajících s poruchou autistického spektra (BSL)

Asi 30 % dětí s poruchou autistického spektra (ASD) si nedokáže osvojit mluvenou řeč. Tato skupina dětí byla ve výzkumu prováděném v posledních 2 desetiletích vážně opomíjena. Málo se o nich ví, zčásti proto, že v oboru chybí nástroje k jejich hodnocení a často představují významné behaviorální problémy, které znemožňují jejich účast ve výzkumných studiích. Mezi ~70% jedinců s PAS, kteří ovládají mluvený jazyk, je asi 50% jazykově postižených; zbývající skupina má normální jazykové skóre ve standardizovaných testech. Existuje tedy obrovská heterogenita verbálních schopností u ASD. K dnešnímu dni zůstávají studie mozku a kognitivních mechanismů, které jsou základem této heterogenity, značně omezené.

Na kognitivní úrovni současný výzkum naznačuje, že porucha řeči u verbálních dětí s PAS zahrnuje deficity fonologické pracovní paměti, jak je patrné z testů opakování nesmyslných slov. Mezi oblasti jazyka, které jsou v této skupině nejvíce postiženy, patří komplexní syntax a morfologie související se značkovacím časem (Tager-Flusberg et al., 2005). Existují také značné důkazy ze studií MRI (zobrazování magnetickou rezonancí) u dětí i dospělých, že existují rozdíly v objemu a asymetrii v jazykových oblastech kůry, konkrétně v oblastech Broca a Wernicke. Nedávné studie naznačují, že tyto rozdíly nemusí nutně souviset se stupněm jazykového postižení, ačkoli v literatuře existují protichůdná zjištění. Důležité je, že většina účastníků kognitivních a neurozobrazovacích studií ASD byli dospělí a jedinci, kteří mají relativně neporušený jazyk. Mnohem méně je známo o procesech (buď kognitivních nebo nervových), které by mohly být zapleteny do minimálně verbální skupiny. Tento projekt je navržen tak, aby řešil tento problém pomocí dvou různých metod a přístupů zobrazování mozku.

1. fMRI a DTI: Konvergující linie důkazů podporují názor, že ASD jsou poruchy konektivity, při kterých abnormality v integritě bílé hmoty a snížená koordinace aktivity napříč oblastmi mozku dávají vzniknout základním rysům. Nedávné výsledky naší skupiny (Guenther; Manoach) identifikovaly anomálie bílé hmoty v řečové síti vysoce funkčních verbálních dospělých s ASD, konkrétně v dráze mezi levou doplňkovou motorickou oblastí (SMA) a levou ventrální premotorickou kůrou (vPMC), cesta zapojená do iniciace řečového výstupu podle modelu produkce řeči Directions to Velocities of Articulators (DIVA), hlavního modelu neuronových výpočtů, které jsou základem řeči. Tyto abnormality konektivity jsou odhaleny jak v DTI, tak v analýze funkční konektivity shromážděné pomocí fMRI. POZNÁMKA: Souhlas IRB pro sběr dat fMRI/DTI bude získán od MGH, kde bude tato část studie provedena. Analýza dat bude provedena na MGH a BU.
2. Elektrofyziologie: EEG/ERP Již dlouho je známo, že některé děti s PAS nereagují, když se na ně mluví, zakrývají si uši v přítomnosti určitých zvuků, přesto vykazují vysoce akutní sluch v jiných kontextech. Málo je známo o mechanismech, které by mohly být základem těchto neobvyklých profilů zpracování sluchu. Bylo zjištěno, že abnormální nervové oscilace jsou endofenotypem ASD u kojenců a dospělých. Obraz toho, jak se oscilace liší od oscilací neklinických subjektů, je však nejasný a závisí na věku v době testování. Charakterizace oscilací přítomných v mozcích řady adolescentů nám umožní kvantifikovat vztah mezi neurální aktivitou a závažností jazykového postižení. Hlavní hypotéza, která bude v tomto projektu testována, je, že abnormální nervová konektivita u minimálně verbálních dětí s PAS hluboce narušuje schopnost percepčně organizovat sluchové scény do smysluplných jednotek nebo objektů, což má přímý vliv na vývoj jazyka u těchto jedinců. Během úloh pasivního poslechu budou shromažďovány mozkové potenciály související s událostmi (ERP) a frekvenční analýza elektroencefalogramu (EEG), aby bylo možné vyhodnotit sluchovou percepci a percepční organizaci tónů a řeči pomocí paradigmatu negativity nesouladu (MMN) (MMN). odráží procesy pasivní detekce deviací indexující nízkoúrovňové akustické procesy v automatických senzorických paměťových mechanismech a byl široce zkoumán ve studiích sluchové percepční diskriminace tónů a řeči).

Vyšetřovatelé plánují shromáždit tato data od 3 skupin adolescentů s PAS lišícími se jazykovými dovednostmi (minimálně verbální, verbálně narušený jazyk, normální verbální jazyk) a věkem a pohlavím odpovídající typickým adolescentům bez PAS. Účastníci budou diagnostikováni a testováni pomocí řady standardizovaných a nestandardizovaných hodnocení včetně IQ/kognitivní úrovně; sociální schopnosti; závažnost ASD; komunikační dovednosti (neverbální). Tato hodnocení budou provádět vyškolení zkoušející v klinickém jádru sídlícím na BU.

Vzhledem k tomu, že mnoho účastníků vykazuje vysoce náročné chování a je obtížné je otestovat, bude přijata řada inovativních přístupů, aby se maximalizoval úspěch účastníků při dokončování behaviorálních hodnocení a následně tolerovali a poskytovali data bez artefaktů v elektrofyziologických a MRI části studie.

Celkově výzkumníci předpokládají, že testované skupiny se budou lišit ve svých nervových indexech sluchového vnímání, nervových indexech organizace vnímání a indukovaných nervových oscilacích. Vyšetřovatelé dále předpokládají, že rozdíly ve stupni jazykového postižení napříč těmito skupinami budou korelovat s rozdíly ve stupni abnormality naměřených nervových indexů, ale ne ve formě abnormality, což naznačuje, že hlavní příčiny rozdílů napříč skupiny testovaných subjektů jsou spíše kvantitativní než kvalitativní.