Mecanismos cerebrais para processamento de linguagem em adolescentes com transtorno do espectro autista (BSL)

Cerca de 30% das crianças com Transtorno do Espectro do Autismo (TEA) não conseguem adquirir a linguagem falada. Este grupo de crianças foi seriamente negligenciado em pesquisas realizadas nas últimas 2 décadas. Pouco se sabe sobre eles, em parte porque o campo carece de ferramentas para avaliá-los, e muitas vezes representam desafios comportamentais significativos que impedem sua participação em estudos de pesquisa. Entre os cerca de 70% dos indivíduos com TEA que têm habilidades de linguagem falada, cerca de 50% são prejudicados pela linguagem; o grupo restante tem pontuações normais de linguagem em testes padronizados. Assim, há uma enorme heterogeneidade nas habilidades verbais no TEA. Até o momento, os estudos do cérebro e dos mecanismos cognitivos subjacentes a essa heterogeneidade permanecem bastante limitados.

No nível cognitivo, pesquisas atuais sugerem que o comprometimento da linguagem em crianças verbais com TEA envolve déficits na memória de trabalho fonológica, como evidenciado em testes de repetição de palavras sem sentido. As áreas da linguagem mais afetadas nesse grupo incluem sintaxe e morfologia complexas relacionadas à marcação de tempo (Tager-Flusberg et al., 2005). Há também evidências consideráveis ​​de estudos de ressonância magnética (ressonância magnética) de crianças e adultos de que existem diferenças de volume e assimetria nas regiões de linguagem do córtex, especificamente as áreas de Broca e Wernicke. Estudos recentes sugerem que essas diferenças não acompanham necessariamente o grau de comprometimento da linguagem, embora haja achados conflitantes na literatura. É importante ressaltar que a maioria dos participantes em estudos cognitivos e de neuroimagem do TEA são adultos e indivíduos com linguagem relativamente intacta. Muito menos se sabe sobre os processos (cognitivos ou neurais) que podem estar implicados no grupo minimamente verbal. Este projeto foi desenvolvido para abordar esse problema usando dois métodos e abordagens diferentes de imagem cerebral.

1. fMRI e DTI: Linhas convergentes de evidências sustentam a visão de que os ASDs são distúrbios de conectividade, nos quais anormalidades na integridade da substância branca e coordenação reduzida da atividade nas regiões do cérebro dão origem a características centrais. Resultados recentes do nosso grupo (Guenther; Manoach) identificaram anomalias da substância branca na rede de fala de adultos verbais de alto funcionamento com TEA, especificamente no caminho entre a área motora suplementar esquerda (SMA) e o córtex pré-motor ventral esquerdo (vPMC), um caminho envolvido na iniciação da saída de fala de acordo com o modelo Directions into Velocity of Articulators (DIVA) de produção de fala, um modelo líder das computações neurais subjacentes à fala. Essas anormalidades de conectividade são reveladas em análises de conectividade DTI e funcional coletadas usando fMRI. NOTA: A aprovação do IRB para a coleta de dados de fMRI/DTI será obtida do MGH, onde esta parte do estudo será realizada. As análises de dados serão realizadas no MGH e BU.
2. Eletrofisiologia: EEG/ERP Sabe-se há muito tempo que algumas crianças com TEA falham em responder quando falam, cobrem seus ouvidos na presença de certos sons, mas apresentam audição altamente aguçada em outros contextos. Pouco se sabe sobre os mecanismos que podem estar por trás desses perfis incomuns de processamento auditivo. As oscilações neurais anormais foram consideradas um endofenótipo para TEA em bebês e adultos. No entanto, a imagem de como as oscilações diferem daquelas de indivíduos não clínicos não é clara e depende da idade no teste. A caracterização das oscilações presentes no cérebro de uma série de adolescentes nos permitirá quantificar a relação entre a atividade neural e a gravidade do comprometimento da linguagem. A principal hipótese a ser testada neste projeto é que a conectividade neural anormal em crianças minimamente verbais com TEA impede profundamente a capacidade de organizar perceptualmente cenas auditivas em unidades ou objetos significativos, o que tem efeito direto no desenvolvimento da linguagem desses indivíduos. Potenciais cerebrais relacionados a eventos (ERPs) e análise baseada em frequência do eletroencefalograma (EEG) serão coletados durante tarefas de escuta passiva, para avaliar a percepção auditiva e a organização perceptiva de tons e fala usando o paradigma de negatividade incompatível (MMN) (o MMN reflete processos de detecção de desvio passivo que indexam processos acústicos de baixo nível em mecanismos automáticos de memória sensorial, e tem sido amplamente investigado em estudos de discriminação perceptiva auditiva de tons e fala).

Os investigadores planejam coletar esses dados de 3 grupos de adolescentes com TEA variando em habilidades de linguagem (minimamente verbal, linguagem verbal prejudicada, linguagem verbal normal) e adolescentes típicos sem TEA pareados por idade e sexo. Os participantes serão diagnosticados e testados usando uma variedade de avaliações padronizadas e não padronizadas, incluindo QI/nível cognitivo; habilidades sociais; gravidade do TEA; habilidades de comunicação (não-verbal). Essas avaliações serão realizadas por examinadores treinados no núcleo clínico alojado na BU.

Como muitos dos participantes apresentam comportamentos altamente desafiadores e são difíceis de testar, várias abordagens inovadoras serão adotadas para maximizar o sucesso dos participantes na conclusão das avaliações comportamentais e, em seguida, para tolerar e fornecer dados livres de artefatos nos exames eletrofisiológicos e de ressonância magnética partes do estudo.

No geral, os investigadores levantam a hipótese de que os grupos testados irão diferir em seus índices neurais de percepção auditiva, índices neurais de organização perceptiva e oscilações neurais induzidas. Além disso, os pesquisadores levantam a hipótese de que as diferenças no grau de comprometimento da linguagem entre esses grupos serão correlacionadas com as diferenças no grau de anormalidade dos índices neurais medidos, mas não na forma da anormalidade, sugerindo que as causas principais das diferenças entre os grupos de sujeitos testados são quantitativos e não qualitativos.