Расстройства аутистического спектра (ASD) характеризуются нарушением социального взаимодействия и общения, ограниченными интересами и повторяющимся поведением.
Посмертные исследования и исследования структурной магнитно-резонансной томографии (МРТ) выявили префронтальную кору ( PFC), включая медиальную префронтальную кору, верхнюю височную борозду (STS), миндалевидное тело, переднюю поясную кору, веретенообразную извилину, таламус и мозжечок, как патологические субстраты расстройств аутистического спектра.
Используя стимулы-задачи, связанные с социальными когнитивными модулями, такими как распознавание лиц, визуальная обработка движений, теория разума и восприятие взгляда, эти исследования выявили участие нескольких областей мозга в патогенезе аутизма, в том числе STS и веретенообразной извилины для качественной обработки лица собеседника ( ; префронтальная кора, включая медиальную префронтальную кору, для ментализации и восприятия личности собеседника; височно-теменной переход ; и миндалевидное тело при обнаружении угроз, распознавания эмоций и формировании сложных социальных суждений) .
Связи между структурами мозга , лежащие в основе ASD, были исследованы с помощью функциональных нейровизуализационных исследований с использованием функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). С этой целью исследователи использовали ближнюю инфракрасную спектроскопию (NIRS). Оказалось, что и префронтальная кора, и верхняя височная борозда ( STS) значительно активизировались во время разговоров лицом к лицу.
Ближняя инфракрасная спектроскопия (NIRS) — это недавно разработанный метод функциональной визуализации мозга, который включает излучение ближнего инфракрасного света, которое можно провести через кожу головы. NIRS позволяет отслеживать изменения церебрального объема крови (CBV) в неокортексе, о чем свидетельствуют повышенные концентрации оксигенированного гемоглобина ([oxy-Hb]) и сниженные концентрации деоксигенированного гемоглобина ([deoxy-Hb]) с использованием небольшого прибора, хотя некоторые проблемы с измерениями остаются. , такие как эффект кровотока в коже головы или сложность определения точной длины светового пути для каждого субъекта. NIRS также имеет некоторые методологические ограничения, такие как низкое пространственное разрешение (приблизительно 3 см, что почти равно 1 извилине головного мозга) и невозможность оценить глубокие структуры мозга. Тем не менее, когда датчик NIRS размещается на голове в одном из 10–20 стандартных положений электроэнцефалографического электрода, считается, что цереброкраниальная корреляция варьируется в пределах 1 см. Несмотря на эти методологические ограничения, NIRS позволяет измерять активность мозга в более естественных условиях по сравнению с другими методами функциональной визуализации мозга. Субъекты могут пройти обследование NIRS в сидячем положении, с открытыми глазами, во время разговора и без какого-либо шума или боли. Эти характеристики NIRS считаются особенно подходящими для исследований социального взаимодействия.
К настоящему времени NIRS успешно продемонстрировал мониторинг функции мозга у здоровых участников во время деликатных и/или субъективных переживаний, таких как субъективная сонливость и психологическая усталость , а также у пациентов с психическими расстройствами, чувствительных к экспериментальной среде.
Короче говоря, NIRS имеет определенные явные преимущества, такие как полная неинвазивность, отсутствие ограничений движений тела и небольшой размер аппарата, но он не способен обнаруживать сигналы в глубинных структурах мозга и имеет низкое пространственное разрешение. около 1 извилины.
Показатели AQ отрицательно коррелировали с региональным увеличением объема мозговой крови в левой STS во время разговоров лицом к лицу, особенно у мужчин c чертами аутизма. Эти результаты демонстрируют успешный мониторинг функции мозга во время реалистичных социальных взаимодействий с помощью NIRS, а также меньшую активацию мозга в левом STS во время личных разговоров у взрослых людей с более высоким уровнем аутистических черт.
В одном из исследований авторы изучали активацию мозга во время разговоров лицом к лицу, измеряя увеличение регионального CBV (rCBV) с помощью NIRS. Результаты показали, что
1) беседа лицом к лицу сопровождалась значительным двусторонним увеличением rCBV в областях префронтальной коры и STS, при этом увеличение префронтальной коры было больше, чем в STS,
2) существовала сильная положительная корреляция между двусторонним увеличением rCBV в PFC у обоих полов, но были дополнительные положительные корреляции между активацией левой STS и двусторонней активацией PFC у женщин
3) баллы AQ типично развитых (без ASD) участников отрицательно коррелировали с увеличением rCBV в левой области STS во время лица разговор лицом к лицу, особенно с участниками мужского пола.
Предполагается, что активация мозга в префронтальной коре и височно - теменной борозде представляет выходные и входные аспекты разговора соответственно.
Поскольку NIRS выявило дорсолатеральную, но не медиальную активность префронтальной коры, предполагается, что полученные активации префронтальной коры отражают исполнительную функцию, опосредованную дорсолатеральной префронтальной корой.
Предполагается , что мужчины ведут беседу лицом к лицу, используя в основном двустороннюю префронтальную кору, соответствующую исполнительным функциям, таким как планирование и решение проблем. Тем не менее, женщины могут вести беседу лицом к лицу, используя как STS, соответствующую социальной когнитивной функции, так и PFC скоординированным образом. Эти результаты согласуются с эмпирическими данными о различиях в стилях разговора в зависимости от пола; женщины, как правило, более «сочувствующие», а мужчины более «систематические».
Взаимосвязь между STS и ASD неоднократно изучалась в исследованиях структурной МРТ и функциональной нейровизуализации, выполненных в состоянии покоя с использованием однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ) и позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ).
В исследовании МРТ с использованием морфометрии на основе вокселей учены исследовали анатомическое смещение STS в группе аутистов по сравнению с нормальной группой, а Boddaert et al. заметили, что аутизм связан с двусторонними анатомическими аномалиями, локализованными в STS.
Используя ОФЭКТ в состоянии покоя, Ohnishi et al. сообщили об уменьшении rCBF в верхней височной и префронтальной коре у пациентов с аутизмом по сравнению с контрольной группой
Кроме того, недавно исследователи выявили взаимосвязь между аутистическими чертами в типичной популяции (без аутизма ) и STS с помощью МРТ.
Более того, исследования активации фМРТ с использованием нескольких социальных когнитивных стимулов продемонстрировали нарушение функции STS у высокофункциональных субъектов с аутизмом в нескольких условиях: билатерально в задаче на восприятие лица, задаче на восприятие голоса и теории сознания.