Hjernemekanismer til sprogbehandling hos unge med autismespektrumforstyrrelse (BSL)

Omkring 30 % af børn med autismespektrumforstyrrelse (ASD) formår ikke at tilegne sig talesprog. Denne gruppe børn er blevet alvorligt forsømt i forskning udført i løbet af de sidste 2 årtier. Man ved kun lidt om dem, blandt andet fordi feltet mangler værktøjer til at vurdere dem, og de udgør ofte betydelige adfærdsmæssige udfordringer, der udelukker deres deltagelse i forskningsstudier. Blandt de ~70 % personer med ASD, som har talte sprogfærdigheder, er omkring 50 % sprogsvækkede; den resterende gruppe har normale sprogscores på standardiserede tests. Der er således enorm heterogenitet i verbale evner ved ASD. Til dato forbliver undersøgelser af hjernen og kognitive mekanismer, der ligger til grund for denne heterogenitet, ret begrænsede.

På det kognitive niveau tyder aktuel forskning på, at sprogsvækkelse hos verbale børn med ASD involverer underskud i den fonologiske arbejdshukommelse, som det fremgår af test af nonsens-ord-gentagelse. De sprogområder, der er mest berørt i denne gruppe, omfatter kompleks syntaks og morfologi relateret til markeringstid (Tager-Flusberg et al., 2005). Der er også betydelig evidens fra MR-undersøgelser (magnetisk resonansbilleddannelse) af både børn og voksne på, at der er forskelle i volumen og asymmetri i sprogområder i cortex, specifikt Brocas og Wernickes områder. Nylige undersøgelser tyder på, at disse forskelle ikke nødvendigvis følger graden af ​​sprogsvækkelse, selvom der er modstridende resultater i litteraturen. Det er vigtigt, at de fleste af deltagerne i kognitive og neuroimaging undersøgelser af ASD har været voksne og individer, som har relativt intakt sprog. Langt mindre er kendt om de processer (enten kognitive eller neurale), der kan være impliceret i den minimalt verbale gruppe. Dette projekt er designet til at løse dette problem ved hjælp af to forskellige hjernebilleddannelsesmetoder og -tilgange.

1. fMRI og DTI: Konvergerende evidenslinjer understøtter synspunktet om, at ASD'er er forstyrrelser i forbindelsen, hvor abnormiteter i hvidt stofs integritet og reduceret koordination af aktivitet på tværs af hjerneregioner giver anledning til kernetræk. Nylige resultater fra vores gruppe (Guenther; Manoach) har identificeret hvide substans anomalier i talenetværket af højtfungerende verbale voksne med ASD, specifikt i vejen mellem det venstre supplerende motoriske område (SMA) og venstre ventral præmotoriske cortex (vPMC), en vej involveret i initieringen af ​​taleoutput i henhold til Directions into Velocities of Articulators (DIVA) model for taleproduktion, en førende model for de neurale beregninger, der ligger til grund for tale. Disse tilslutningsabnormiteter afsløres i både DTI og funktionelle tilslutningsanalyser indsamlet ved hjælp af fMRI. BEMÆRK: IRB-godkendelse til indsamling af fMRI/DTI-data vil blive indhentet fra MGH, hvor denne del af undersøgelsen vil blive udført. Dataanalyser vil blive udført på MGH og BU.
2. Elektrofysiologi: EEG/ERP Det har længe været kendt, at nogle børn med ASD undlader at reagere, når de bliver talt til dem, dækker deres ører i nærvær af visse lyde, men alligevel viser meget akut hørelse i andre sammenhænge. Lidt er kendt om de mekanismer, der kan ligge til grund for disse usædvanlige auditive behandlingsprofiler. Unormale neurale oscillationer har vist sig at være en endofænotype for ASD hos spædbørn og voksne. Billedet af, hvordan svingninger adskiller sig fra ikke-kliniske forsøgspersoners, er imidlertid uklart og afhænger af alderen ved testning. Karakterisering af de svingninger, der er til stede i hjernen hos en række unge, vil give os mulighed for at kvantificere forholdet mellem neural aktivitet og sværhedsgraden af ​​sprogsvækkelse. Hovedhypotesen, som vil blive testet i dette projekt, er, at unormal neural forbindelse hos minimal verbale børn med ASD dybt hæmmer evnen til perceptuelt at organisere auditive scener i meningsfulde enheder eller objekter, hvilket har en direkte effekt på sprogudviklingen hos disse individer. Hændelsesrelaterede hjernepotentialer (ERP'er) og frekvensbaseret analyse af elektroencefalogrammet (EEG) vil blive indsamlet under passive lytteopgaver for at evaluere auditiv perception og den perceptuelle organisering af toner og tale ved hjælp af mismatch negativity (MMN) paradigmet (MMN). afspejler passive afvigelsesdetektionsprocesser, der indekserer akustiske processer på lavt niveau i automatiske sensoriske hukommelsesmekanismer, og det er blevet bredt undersøgt i studier af auditiv perceptuel diskrimination af toner og tale).

Efterforskerne planlægger at indsamle disse data fra 3 grupper af unge med ASD, der varierer i sprogfærdigheder (minimalt verbalt, verbalsproget svækket, verbalsproget normalt) og alders- og kønsmatchede ikke-ASD typiske unge. Deltagerne vil blive diagnosticeret og testet ved hjælp af en række standardiserede og ikke-standardiserede vurderinger, herunder IQ/kognitivt niveau; sociale evner; ASD sværhedsgrad; kommunikationsevner (nonverbal). Disse vurderinger vil blive udført af uddannede eksaminatorer i den kliniske kerne, der har til huse på BU.

Fordi mange af deltagerne præsenterer med meget udfordrende adfærd og er svære at teste, vil der blive taget en række innovative tilgange for at maksimere deltagernes succes med at gennemføre adfærdsvurderingerne og derefter tolerere og levere artefaktfrie data i elektrofysiologisk og MR-scanning. dele af undersøgelsen.

Samlet set antager efterforskerne, at de testede grupper vil adskille sig i deres neurale indeks for auditiv perception, neurale indekser for perceptuel organisation og inducerede neurale oscillationer. Yderligere antager efterforskerne, at forskelle i graden af ​​sprogsvækkelse på tværs af disse grupper vil være korreleret med forskelle i graden af ​​abnormitet af de målte neurale indekser, men ikke i form af abnormiteten, hvilket tyder på, at de grundlæggende årsager til forskellene på tværs af de testede emnegrupper er kvantitative frem for kvalitative.