Aivomekanismit kielenkäsittelyyn nuorilla, joilla on autismispektrihäiriö (BSL)

Noin 30 % lapsista, joilla on autismispektrihäiriö (ASD), epäonnistuu oppimaan puhuttua kieltä. Tämä lapsiryhmä on jäänyt vakavasti huomiotta kahden viime vuosikymmenen aikana tehdyssä tutkimuksessa. Niistä tiedetään vähän, osittain siksi, että alalla ei ole välineitä arvioida niitä, ja ne aiheuttavat usein merkittäviä käyttäytymishaasteita, jotka estävät heidän osallistumisensa tutkimukseen. Niistä noin 70 %:sta ASD-potilaista, joilla on puhuttu kielitaito, noin 50 % on kielivammaisia; loput ryhmät ovat saaneet normaalit kielipisteet standardoiduissa testeissä. Siten ASD:n verbaalisissa kyvyissä on valtava heterogeenisuus. Tähän mennessä tämän heterogeenisyyden taustalla olevien aivojen ja kognitiivisten mekanismien tutkimukset ovat edelleen melko rajallisia.

Kognitiivisella tasolla nykyiset tutkimukset viittaavat siihen, että kielen heikkeneminen ASD:tä sairastavilla verbaalisilla lapsilla sisältää puutteita fonologisessa työmuistissa, mikä käy ilmi järjettömien sanojen toiston testeistä. Kielen osa-alueita, joihin tässä ryhmässä eniten vaikuttaa, kuuluvat monimutkainen syntaksi ja morfologia, jotka liittyvät ajan merkitsemiseen (Tager-Flusberg et al., 2005). Sekä lapsilla että aikuisilla tehdyistä MRI-tutkimuksista (magneettikuvaus) on myös huomattavaa näyttöä siitä, että aivokuoren kielialueilla, erityisesti Brocan ja Wernicken alueilla, on eroja volyymissa ja epäsymmetriassa. Viimeaikaiset tutkimukset viittaavat siihen, että nämä erot eivät välttämättä seuraa kielivamman astetta, vaikka kirjallisuudessa onkin ristiriitaisia ​​havaintoja. Tärkeää on, että suurin osa ASD:n kognitiivisista ja neurokuvantamistutkimuksista osallistuneista on ollut aikuisia ja henkilöitä, joilla on suhteellisen ehjä kieli. Paljon vähemmän tiedetään prosesseista (joko kognitiivisista tai hermollisista), jotka saattavat liittyä minimaaliseen sanalliseen ryhmään. Tämä projekti on suunniteltu käsittelemään tätä ongelmaa käyttämällä kahta erilaista aivojen kuvantamismenetelmää ja lähestymistapaa.

1. fMRI ja DTI: Lähestyvät todisteet tukevat näkemystä, että ASD:t ovat yhteyshäiriöitä, joissa valkoisen aineen eheyden poikkeavuudet ja toiminnan heikentynyt koordinaatio aivoalueiden välillä johtavat ydinominaisuuksiin. Viimeaikaiset tulokset ryhmästämme (Guenther; Manoach) ovat tunnistaneet valkoisen aineen poikkeavuuksia erittäin toimivien verbaalisten aikuisten, joilla on ASD, puheverkostossa, erityisesti vasemman täydentävän motorisen alueen (SMA) ja vasemman vatsan esimotorisen aivokuoren (vPMC) välisellä reitillä. polku, joka liittyy puheen lähtöön puheentuotantomallin Directions into Velocities of Articulators (DIVA) mukaisesti, puheen taustalla olevien hermolaskutoimitusten johtava malli. Nämä yhteyshäiriöt paljastuvat sekä DTI- että toiminnallisissa liitettävyysanalyyseissä, jotka on kerätty fMRI:llä. HUOMAA: IRB-hyväksyntä fMRI/DTI-tietojen keräämiseen hankitaan MGH:lta, jossa tämä osa tutkimuksesta suoritetaan. Data-analyysit suoritetaan MGH:ssa ja BU:ssa.
2. Elektrofysiologia: EEG/ERP On ollut pitkään tiedossa, että jotkut ASD-lapset eivät reagoi, kun heille puhutaan, peittävät korvansa tiettyjen äänien läsnä ollessa, mutta heillä on kuitenkin erittäin akuutti kuulo muissa yhteyksissä. Vain vähän tiedetään mekanismeista, jotka voivat olla näiden epätavallisten kuulokäsittelyprofiilien taustalla. Epänormaalien hermovärähtelyjen on havaittu olevan ASD:n endofenotyyppi vauvoilla ja aikuisilla. Kuva siitä, kuinka värähtelyt eroavat ei-kliinisistä koehenkilöistä, on kuitenkin epäselvä ja riippuu testausiästä. Erilaisten nuorten aivoissa esiintyvien värähtelyjen karakterisointi antaa meille mahdollisuuden kvantifioida hermotoiminnan ja kielen vajaatoiminnan vakavuuden välinen suhde. Päähypoteesi, jota tässä projektissa testataan, on, että epänormaali hermoyhteys minimaalisesti verbaalisilla lapsilla, joilla on ASD, estää syvästi kykyä organisoida kuulokohtauksia merkityksellisiksi yksiköiksi tai esineiksi, millä on suora vaikutus näiden yksilöiden kielen kehitykseen. Passiivisten kuuntelutehtävien aikana kerätään tapahtumiin liittyviä aivopotentiaalia (ERP) ja taajuuspohjaista elektroenkefalogrammin (EEG) analyysiä, jotta voidaan arvioida kuulohavaintoa sekä sävyjen ja puheen havainnointiorganisaatiota käyttämällä mismatch negativity (MMN) -paradigmaa (MMN). heijastaa passiivisen poikkeaman havaitsemisprosesseja, jotka indeksoivat matalan tason akustisia prosesseja automaattisissa sensorisissa muistimekanismeissa, ja sitä on tutkittu laajasti äänien ja puheen kuulo-perseptuaalista erottelua koskevissa tutkimuksissa).

Tutkijat aikovat kerätä nämä tiedot kolmesta ASD-nuorten ryhmästä, joiden kielitaidot vaihtelevat (minimimäärin verbaaliset, verbaaliset kielivammaiset, verbaaliset kielitaidot normaalisti) ja ikä- ja sukupuoliyhteensopivia ei-ASD-tyypillisiä nuoria. Osallistujat diagnosoidaan ja testataan käyttämällä erilaisia ​​standardoituja ja ei-standardoituja arvioita, mukaan lukien älykkyysosamäärä/kognitiivinen taso; sosiaaliset kyvyt; ASD:n vakavuus; viestintätaidot (ei sanallinen). Nämä arvioinnit suorittavat koulutetut tutkijat BU:n kliinisessä ytimessä.

Koska monilla osallistujilla on erittäin haastavaa käyttäytymistä ja niitä on vaikea testata, otetaan käyttöön useita innovatiivisia lähestymistapoja, jotta osallistujien menestys käyttäytymisarviointien suorittamisessa voidaan maksimoida ja sitten sietää ja tarjota artefaktittomia tietoja elektrofysiologisessa ja magneettikuvauksessa. tutkimuksen osia.

Kaiken kaikkiaan tutkijat olettavat, että testatut ryhmät eroavat kuulohavainnon hermoindeksien, havaintoorganisaation hermoindeksien ja indusoitujen hermovärähtelyjen suhteen. Lisäksi tutkijat olettavat, että erot kielivamman asteessa näiden ryhmien välillä korreloivat erojen kanssa mitattujen hermoindeksien poikkeavuusasteessa, mutta eivät poikkeavuuden muodossa, mikä viittaa siihen, että erojen perimmäiset syyt testattavat aiheryhmät ovat kvantitatiivisia pikemminkin kuin laadullisia.