Hersenmechanismen voor taalverwerking bij adolescenten met autismespectrumstoornis (BSL)

Ongeveer 30% van de kinderen met een autismespectrumstoornis (ASS) slaagt er niet in om gesproken taal te verwerven. Deze groep kinderen is de afgelopen 2 decennia ernstig verwaarloosd in onderzoek. Er is weinig over hen bekend, deels omdat het veld de tools mist om ze te beoordelen, en ze vormen vaak aanzienlijke gedragsproblemen die hun deelname aan onderzoeksstudies verhinderen. Van de ~70% mensen met ASS die gesproken taalvaardigheid hebben, heeft ongeveer 50% een taalstoornis; de overige groep heeft normale taalscores op gestandaardiseerde tests. Er is dus een enorme heterogeniteit in verbale vermogens bij ASS. Tot op heden blijven studies van de hersenen en cognitieve mechanismen die ten grondslag liggen aan deze heterogeniteit vrij beperkt.

Op cognitief niveau suggereert huidig ​​onderzoek dat taalstoornissen bij verbale kinderen met ASS gepaard gaan met tekorten in het fonologische werkgeheugen, zoals blijkt uit tests van onzinwoordherhaling. De taalgebieden die in deze groep het meest worden beïnvloed, zijn complexe syntaxis en morfologie die verband houden met het markeren van tijden (Tager-Flusberg et al., 2005). Er is ook aanzienlijk bewijs uit MRI-onderzoeken (magnetic resonance imaging) van zowel kinderen als volwassenen dat er verschillen zijn in volume en asymmetrie in taalgebieden van de cortex, met name de gebieden van Broca en Wernicke. Recente studies suggereren dat deze verschillen niet noodzakelijkerwijs overeenkomen met de mate van taalstoornis, hoewel er tegenstrijdige bevindingen in de literatuur zijn. Belangrijk is dat de meeste deelnemers aan cognitieve en neuroimaging-onderzoeken van ASS volwassenen en individuen waren met een relatief intacte taal. Er is veel minder bekend over de processen (cognitief of neuraal) die betrokken kunnen zijn bij de minimaal verbale groep. Dit project is ontworpen om dit probleem aan te pakken met behulp van twee verschillende methoden en benaderingen voor beeldvorming van de hersenen.

1. fMRI en DTI: Convergerende bewijslijnen ondersteunen de opvatting dat ASS connectiviteitsstoornissen zijn, waarbij afwijkingen in de integriteit van de witte stof en verminderde coördinatie van activiteit tussen hersengebieden aanleiding geven tot kernkenmerken. Recente resultaten van onze groep (Guenther; Manoach) hebben afwijkingen in de witte stof geïdentificeerd in het spraaknetwerk van hoogfunctionerende verbale volwassenen met ASS, met name in het pad tussen het linker aanvullende motorgebied (SMA) en de linker ventrale premotorische cortex (vPMC), een pad dat betrokken is bij de initiatie van spraakuitvoer volgens het DIVA-model (Directions into Velocities of Articulators) voor spraakproductie, een toonaangevend model van de neurale berekeningen die ten grondslag liggen aan spraak. Deze connectiviteitsafwijkingen worden onthuld in zowel DTI- als functionele connectiviteitsanalyses die zijn verzameld met behulp van fMRI. OPMERKING: IRB-goedkeuring voor het verzamelen van fMRI/DTI-gegevens zal worden verkregen van MGH, waar dit deel van het onderzoek zal worden uitgevoerd. Bij MGH en BU zullen data-analyses worden uitgevoerd.
2. Elektrofysiologie: EEG/ERP Het is al lang bekend dat sommige kinderen met ASS niet reageren wanneer ze worden aangesproken, hun oren bedekken in de aanwezigheid van bepaalde geluiden, maar in andere contexten een zeer acuut gehoor vertonen. Er is weinig bekend over de mechanismen die ten grondslag kunnen liggen aan deze ongebruikelijke auditieve verwerkingsprofielen. Abnormale neurale oscillaties blijken een endofenotype te zijn voor ASS bij zuigelingen en volwassenen. Het beeld van hoe oscillaties verschillen van die van niet-klinische proefpersonen is echter onduidelijk en hangt af van de leeftijd bij het testen. Door de oscillaties in de hersenen van een reeks adolescenten te karakteriseren, kunnen we de relatie tussen neurale activiteit en de ernst van taalstoornissen kwantificeren. De belangrijkste hypothese die in dit project zal worden getest, is dat abnormale neurale connectiviteit bij minimaal verbale kinderen met ASS het vermogen om auditieve scènes perceptueel te ordenen in betekenisvolle eenheden of objecten ernstig belemmert, wat een direct effect heeft op de taalontwikkeling van deze individuen. Gebeurtenisgerelateerde hersenpotentialen (ERP's) en frequentiegebaseerde analyse van het elektro-encefalogram (EEG) zullen worden verzameld tijdens passieve luistertaken, om de auditieve waarneming en de perceptuele organisatie van tonen en spraak te evalueren met behulp van het mismatch negativity (MMN) paradigma (de MMN weerspiegelt passieve deviantiedetectieprocessen die akoestische processen op laag niveau indexeren in automatische sensorische geheugenmechanismen, en het is uitgebreid onderzocht in onderzoeken naar auditieve perceptuele discriminatie van tonen en spraak).

De onderzoekers zijn van plan deze gegevens te verzamelen van 3 groepen adolescenten met ASS, variërend in taalvaardigheid (minimaal verbaal, verbaal-taalgestoord, verbaal-taal normaal) en leeftijd en geslacht gematchte niet-ASS-typische adolescenten. De deelnemers worden gediagnosticeerd en getest met behulp van een reeks gestandaardiseerde en niet-gestandaardiseerde beoordelingen, waaronder IQ/cognitief niveau; sociale vaardigheden; ernst van ASS; communicatieve vaardigheden (non-verbaal). Deze beoordelingen worden uitgevoerd door getrainde examinatoren in de klinische kern die is ondergebracht bij de BU.

Omdat veel van de deelnemers zeer uitdagend gedrag vertonen en moeilijk te testen zijn, zullen een aantal innovatieve benaderingen worden gevolgd om het succes van de deelnemers bij het voltooien van de gedragsbeoordelingen te maximaliseren en vervolgens artefactvrije gegevens in de elektrofysiologische en MRI te tolereren en te verstrekken. delen van de studie.

Over het algemeen veronderstellen de onderzoekers dat de geteste groepen zullen verschillen in hun neurale indices van auditieve waarneming, neurale indices van perceptuele organisatie en geïnduceerde neurale oscillaties. Verder veronderstellen de onderzoekers dat verschillen in de mate van taalstoornis tussen deze groepen gecorreleerd zullen zijn met verschillen in de mate van afwijking van de gemeten neurale indices, maar niet in de vorm van de afwijking. de geteste proefpersonengroepen zijn eerder kwantitatief dan kwalitatief.