Мозговые механизмы обработки речи у подростков с расстройствами аутистического спектра (BSL)

Около 30% детей с расстройствами аутистического спектра (РАС) не могут овладеть разговорной речью. Эта группа детей серьезно игнорировалась в исследованиях, проведенных за последние 2 десятилетия. О них мало что известно, отчасти потому, что в этой области отсутствуют инструменты для их оценки, и они часто создают серьезные поведенческие проблемы, препятствующие их участию в научных исследованиях. Среди примерно 70% людей с РАС, обладающих навыками разговорной речи, около 50% имеют языковые нарушения; оставшаяся группа имеет нормальные языковые баллы по стандартизированным тестам. Таким образом, существует огромная неоднородность вербальных способностей при РАС. На сегодняшний день исследования мозга и когнитивных механизмов, лежащих в основе этой гетерогенности, остаются весьма ограниченными.

На когнитивном уровне текущие исследования показывают, что языковые нарушения у вербальных детей с РАС связаны с дефицитом фонологической рабочей памяти, что очевидно в тестах на повторение бессмысленных слов. Области языка, которые наиболее затронуты в этой группе, включают сложный синтаксис и морфологию, связанные с маркировкой времени (Tager-Flusberg et al., 2005). Исследования МРТ (магнитно-резонансная томография) как детей, так и взрослых также свидетельствуют о том, что существуют различия в объеме и асимметрии в языковых областях коры, особенно в областях Брока и Вернике. Недавние исследования показывают, что эти различия не обязательно связаны со степенью нарушения речи, хотя в литературе имеются противоречивые данные. Важно отметить, что большинство участников когнитивных и нейровизуализационных исследований РАС были взрослыми и людьми с относительно неповрежденной речью. Гораздо меньше известно о процессах (будь то когнитивных или нейронных), которые могут быть задействованы в группе с минимальным вербальным общением. Этот проект предназначен для решения этой проблемы с использованием двух различных методов и подходов визуализации мозга.

1. фМРТ и DTI: сходящиеся линии доказательств подтверждают точку зрения о том, что РАС представляют собой нарушения связности, при которых аномалии целостности белого вещества и снижение координации активности между областями мозга вызывают основные особенности. Недавние результаты нашей группы (Guenther; Manoach) выявили аномалии белого вещества в речевой сети высокофункциональных вербальных взрослых с РАС, особенно в пути между левой дополнительной моторной областью (SMA) и левой вентральной премоторной корой (vPMC). путь, участвующий в инициировании вывода речи в соответствии с моделью производства речи «Направления скоростей артикуляторов» (DIVA), ведущей моделью нейронных вычислений, лежащих в основе речи. Эти аномалии связности выявляются как при DTI, так и при анализе функциональной связности, собранном с помощью фМРТ. ПРИМЕЧАНИЕ. Разрешение IRB на сбор данных фМРТ/ДТИ будет получено от MGH, где будет проводиться эта часть исследования. Анализ данных будет проводиться в MGH и BU.
2. Электрофизиология: ЭЭГ/ВП Давно известно, что некоторые дети с РАС не реагируют, когда с ними разговаривают, закрывают уши при наличии определенных звуков, но демонстрируют очень острый слух в других ситуациях. Мало что известно о механизмах, которые могут лежать в основе этих необычных профилей слуховой обработки. Было обнаружено, что аномальные нейронные колебания являются эндофенотипом РАС у младенцев и взрослых. Однако картина того, чем колебания отличаются от таковых у неклинических субъектов, неясна и зависит от возраста при тестировании. Характеристика колебаний, присутствующих в мозге ряда подростков, позволит нам количественно оценить взаимосвязь между нейронной активностью и тяжестью речевых нарушений. Основная гипотеза, которая будет проверена в этом проекте, заключается в том, что аномальная нейронная связность у маловербальных детей с РАС серьезно препятствует способности перцептивно организовывать слуховые сцены в значимые единицы или объекты, что оказывает прямое влияние на развитие речи у этих людей. Связанные с событиями мозговые потенциалы (ERP) и частотный анализ электроэнцефалограммы (EEG) будут собираться во время задач пассивного прослушивания, чтобы оценить слуховое восприятие и перцептивную организацию тонов и речи с использованием парадигмы несоответствия негативности (MMN) (MMN). отражает процессы обнаружения пассивных отклонений, индексирующие низкоуровневые акустические процессы в механизмах автоматической сенсорной памяти, и это широко исследовалось в исследованиях слухового перцептивного различения тонов и речи).

Исследователи планируют собрать эти данные у 3 групп подростков с РАС, различающихся по языковым навыкам (минимально вербальные, с нарушением вербальной речи, с нормальной вербальной речью), а также с типичными подростками без РАС, совпадающими по возрасту и полу. Участники будут диагностированы и протестированы с использованием ряда стандартизированных и нестандартных оценок, включая IQ / когнитивный уровень; социальные способности; тяжесть РАС; коммуникативные навыки (невербальные). Эти оценки будут проводиться обученными экспертами в клиническом центре, расположенном в BU.

Поскольку многие из участников проявляют очень сложное поведение и их трудно проверить, будет использован ряд инновационных подходов, чтобы максимизировать успех участников в завершении поведенческих оценок, а затем терпеть и предоставлять данные без артефактов в электрофизиологическом и МРТ. части исследования.

В целом исследователи предполагают, что тестируемые группы будут различаться по своим нейронным индексам слухового восприятия, нейронным индексам организации восприятия и индуцированным нейронным колебаниям. Кроме того, исследователи предполагают, что различия в степени нарушения речи в этих группах будут коррелировать с различиями в степени аномалии измеренных нейронных индексов, но не в форме аномалии, предполагая, что коренные причины различий между группы испытуемых являются количественными, а не качественными.