Ученые из России и США обнаружили, что степень нарушения языковых функций у детей с расстройством аутистического спектра (РАС) связана с более низким объемом серого вещества и большей извилистостью височных и лобных долей коры головного мозга. Эти участки играют критически важную роль в языковой деятельности. Понимание структурных характеристик, которые определяют поведенческие дефициты, поможет в будущем с разработкой реабилитационных и коррекционных программ. Статья с результатами исследования опубликована в Scientific Reports.
Расстройства аутистического спектра характеризуются нарушением социального взаимодействия, дефицитом коммуникативных навыков и стереотипным поведением. Эти симптомы связывают с генетическими особенностями развития нервной системы. Зачастую дети с аутизмом также испытывают языковые трудности — от минимальных речевых нарушений до полной неспособности говорить. Они становятся препятствием во взаимодействии с людьми. Однако нейробиологическая природа этих нарушений мало изучена, а существующие данные часто противоречивы.
Ученые из НИУ ВШЭ, МГППУ и Детского научно-исследовательского института Сиэтла решили оценить, как связаны структурные характеристики мозга ребенка с РАС и языковые нарушения. В эксперименте участвовали 36 детей в возрасте от 8 до 14 лет: 18 детей с РАС и столько же типично развивающихся детей, по 13 мальчиков в каждой группе. Мозг участников просканировали с помощью структурной магнитно-резонансной томографии (МРТ). Также с помощью поведенческого тестирования оценивались языковые навыки ребенка.
Структурная МРТ позволяет оценить анатомические особенности головного мозга человека, включая объем белого и серого вещества, спинномозговой жидкости, глубину извилин, толщину серого вещества различных мозговых областей. Серым веществом называют тела нервных клеток, тогда как белое вещество — это совокупность аксонов — пучков-связей между этими клетками, покрытых миелиновой оболочкой.
Сравнив результаты структурной МРТ группы детей с РАС и группы типично развивающихся детей, ученые обнаружили, что объем белого вещества в разных регионах мозга у них не различался. В то же время объем серого вещества был значительно ниже у детей с аутизмом, а извилистость их коры оказалась повышена. Анализ показал, что языковые навыки зависели от толщины серого вещества и извилистости регионов коры головного мозга, критично вовлеченных в речевую деятельность. К таким областям относят участки височных и лобных долей коры головного мозга. Поскольку именно серое вещество отличало детей с аутизмом от типично развивающихся детей, можно предположить, что именно механизм роста тел нейронов, но не их связей нарушен у детей с РАС.
Чем ниже был объем серого вещества в областях мозга, связанных с речью, тем более выраженные нарушения языковых функций наблюдались у ребенка с аутизмом. Также ученые зафиксировали еще одну закономерность: чем выше была извилистость в этих зонах, тем более выраженными оказались речевые нарушения.
Наши результаты противоречат теории о том, что раннее атипичное развитие мозга у детей с аутизмом нормализуется к среднему школьному возрасту (7–10 годам). Для того чтобы ответить на вопрос, в каком возрасте восстанавливается нервная система, необходимо продолжать изучать детей с аутизмом не только младшего возраста, но и школьного, а также взрослых, поскольку особенности развития их нервной системы неоднородны. Этому пока посвящено слишком мало научных исследований.
Алина Миннигулова
Младший научный сотрудник Центра языка и мозга НИУ ВШЭ
По мнению исследователей, понимание, какие структурные характеристики лежат в основе поведенческих дефицитов, поможет в будущем с поиском реабилитационных и коррекционных программ.
IQ