Gehirnmechanismen für die Sprachverarbeitung bei Jugendlichen mit Autismus-Spektrum-Störung (BSL)

Ungefähr 30 % der Kinder mit einer Autismus-Spektrum-Störung (ASD) erlernen keine gesprochene Sprache. Diese Gruppe von Kindern wurde in der Forschung der letzten zwei Jahrzehnte stark vernachlässigt. Über sie ist wenig bekannt, zum Teil weil es auf diesem Gebiet an Instrumenten zu ihrer Bewertung mangelt und sie häufig erhebliche Verhaltensprobleme mit sich bringen, die ihre Teilnahme an Forschungsstudien ausschließen. Von den etwa 70 % der Personen mit Autismus-Spektrum-Störung, die über mündliche Sprachkenntnisse verfügen, sind etwa 50 % sprachbehindert; Die verbleibende Gruppe weist bei standardisierten Tests normale Sprachergebnisse auf. Daher besteht eine enorme Heterogenität der verbalen Fähigkeiten bei ASD. Bisher gibt es nur sehr begrenzte Studien zum Gehirn und zu den kognitiven Mechanismen, die dieser Heterogenität zugrunde liegen.

Auf der kognitiven Ebene deuten aktuelle Forschungsergebnisse darauf hin, dass Sprachbeeinträchtigungen bei verbalen Kindern mit ASS mit Defiziten im phonologischen Arbeitsgedächtnis einhergehen, wie Tests zur Wiederholung unsinniger Wörter zeigen. Zu den Sprachbereichen, die in dieser Gruppe am stärksten betroffen sind, gehören komplexe Syntax und Morphologie im Zusammenhang mit der Markierung der Zeitform (Tager-Flusberg et al., 2005). Es gibt auch erhebliche Hinweise aus MRT-Studien (Magnetresonanztomographie) sowohl bei Kindern als auch bei Erwachsenen, dass es Unterschiede im Volumen und in der Asymmetrie in den Sprachregionen des Kortex gibt, insbesondere im Broca- und Wernicke-Bereich. Aktuelle Studien deuten darauf hin, dass diese Unterschiede nicht unbedingt mit dem Grad der Sprachbeeinträchtigung zusammenhängen, obwohl es in der Literatur widersprüchliche Ergebnisse gibt. Wichtig ist, dass die meisten Teilnehmer an kognitiven und bildgebenden Studien zu ASD Erwachsene und Personen mit relativ intakter Sprache waren. Über die (kognitiven oder neuronalen) Prozesse, die in der minimal verbalen Gruppe eine Rolle spielen könnten, ist weitaus weniger bekannt. Dieses Projekt soll dieses Problem mithilfe zweier unterschiedlicher Methoden und Ansätze zur Bildgebung des Gehirns angehen.

1. fMRT und DTI: Konvergierende Beweislinien stützen die Ansicht, dass es sich bei ASD um Störungen der Konnektivität handelt, bei denen Anomalien in der Integrität der weißen Substanz und eine verminderte Koordination der Aktivität über Gehirnregionen hinweg zu Kernmerkmalen führen. Jüngste Ergebnisse unserer Gruppe (Guenther; Manoach) haben Anomalien der weißen Substanz im Sprachnetzwerk hochfunktionaler verbaler Erwachsener mit ASD identifiziert, insbesondere im Pfad zwischen dem linken ergänzenden motorischen Bereich (SMA) und dem linken ventralen prämotorischen Kortex (vPMC). ein Weg, der an der Einleitung der Sprachausgabe gemäß dem Directions into Velocities of Articulators (DIVA)-Modell der Sprachproduktion beteiligt ist, einem führenden Modell der neuronalen Berechnungen, die der Sprache zugrunde liegen. Diese Konnektivitätsanomalien werden sowohl in DTI- als auch in funktionellen Konnektivitätsanalysen, die mit fMRT durchgeführt wurden, aufgedeckt. HINWEIS: Die IRB-Genehmigung für die Erhebung von fMRI/DTI-Daten wird von MGH eingeholt, wo dieser Teil der Studie durchgeführt wird. Datenanalysen werden am MGH und BU durchgeführt.
2. Elektrophysiologie: EEG/ERP Es ist seit langem bekannt, dass manche Kinder mit ASD nicht reagieren, wenn man sie anspricht, sich bei bestimmten Geräuschen die Ohren zuhalten, in anderen Zusammenhängen jedoch ein sehr scharfes Gehör zeigen. Über die Mechanismen, die diesen ungewöhnlichen Hörverarbeitungsprofilen zugrunde liegen könnten, ist wenig bekannt. Es wurde festgestellt, dass abnormale neuronale Oszillationen ein Endophänotyp für ASD bei Säuglingen und Erwachsenen sind. Das Bild, wie sich die Schwankungen von denen nichtklinischer Probanden unterscheiden, ist jedoch unklar und hängt vom Alter beim Test ab. Die Charakterisierung der Schwingungen im Gehirn einer Reihe von Jugendlichen wird es uns ermöglichen, den Zusammenhang zwischen neuronaler Aktivität und dem Schweregrad der Sprachbeeinträchtigung zu quantifizieren. Die Haupthypothese, die in diesem Projekt getestet wird, ist, dass eine abnormale neuronale Konnektivität bei Kindern mit minimal verbaler ASS die Fähigkeit, Hörszenen wahrnehmungsmäßig in bedeutungsvolle Einheiten oder Objekte zu organisieren, erheblich beeinträchtigt, was sich direkt auf die Sprachentwicklung dieser Personen auswirkt. Ereignisbezogene Hirnpotenziale (ERPs) und frequenzbasierte Analysen des Elektroenzephalogramms (EEG) werden während passiver Höraufgaben erfasst, um die Hörwahrnehmung und die Wahrnehmungsorganisation von Tönen und Sprache mithilfe des Mismatch-Negativitätsparadigmas (MMN) (MMN) zu bewerten spiegelt passive Abweichungserkennungsprozesse wider, die akustische Prozesse auf niedriger Ebene in automatischen sensorischen Gedächtnismechanismen indizieren, und wurde in Studien zur auditorischen Wahrnehmungsunterscheidung von Tönen und Sprache umfassend untersucht.

Die Forscher planen, diese Daten von 3 Gruppen von Jugendlichen mit ASD zu sammeln, die sich in ihren Sprachkenntnissen unterscheiden (minimal verbal, verbalsprachlich beeinträchtigt, verbalsprachlich normal) und alters- und geschlechtsangepasste, nicht-ASD-typische Jugendliche. Die Teilnehmer werden mithilfe einer Reihe standardisierter und nicht standardisierter Beurteilungen diagnostiziert und getestet, darunter IQ/kognitives Niveau; soziale Fähigkeiten; ASD-Schweregrad; Kommunikationsfähigkeiten (nonverbal). Diese Beurteilungen werden von geschulten Prüfern im klinischen Kern der BU durchgeführt.

Da viele der Teilnehmer äußerst herausfordernde Verhaltensweisen aufweisen und schwer zu testen sind, werden eine Reihe innovativer Ansätze verfolgt, um den Erfolg der Teilnehmer bei der Durchführung der Verhaltensbeurteilungen zu maximieren und anschließend artefaktfreie Daten in der Elektrophysiologie und MRT zu tolerieren und bereitzustellen Teile der Studie.

Insgesamt gehen die Forscher davon aus, dass sich die getesteten Gruppen in ihren neuronalen Indizes der Hörwahrnehmung, den neuronalen Indizes der Wahrnehmungsorganisation und den induzierten neuronalen Oszillationen unterscheiden werden. Darüber hinaus gehen die Forscher davon aus, dass Unterschiede im Grad der Sprachbeeinträchtigung zwischen diesen Gruppen mit Unterschieden im Grad der Anomalie der gemessenen neuronalen Indizes korrelieren, nicht jedoch in der Form der Anomalie, was darauf hindeutet, dass die Hauptursachen für die Unterschiede zwischen ihnen liegen Die getesteten Probandengruppen sind eher quantitativ als qualitativ.