Международный коллектив исследователей при участии ученых из Центра языка и мозга НИУ ВШЭ впервые применил в одном эксперименте два метода — магнитоэнцефалографию и морфометрический анализ — для изучения детей с расстройствами аутического спектра. Оказалось, что мозг детей с аутизмом хуже справляется с фильтрацией и пониманием звуков, особенно в той части, которая обычно отвечает за речь.
Исследование опубликовано в журнале Cerebral Cortex. Аутизм, или расстройства аутического спектра (РАС), — это комплекс состояний особенного нейроразвития, влияющий на то, как человек воспринимает себя, других и общается. Эти состояния разнообразны, но многим людям с РАС сложнее воспринимать и обрабатывать звуки: выделять речь в шумной обстановке, привыкать к громким раздражителям или игнорировать повторяющиеся шумы. Исследования показывают, что эти трудности связаны с работой первичной слуховой коры — участка височной доли мозга, где происходит базовая обработка звуков. Но как именно особенности слуха влияют на речь и общение, оставалось не до конца понятным.
Чтобы выяснить, как восприятие звуков у детей с РАС связано с языковыми трудностями, исследователи из Центра языка и мозга НИУ ВШЭ вместе с коллегами из России, США и Новой Зеландии провели комплексное исследование. Они объединили два метода: магнитоэнцефалографию (МЭГ), которая позволяет отслеживать активность мозга в ответ на определенные стимулы с точностью до миллисекунды, и морфометрический анализ на основе данных структурной МРТ, с помощью которого можно изучить количественные и качественные характеристики слуховой коры — ее объем, толщину и форму извилин.
В исследовании участвовали 40 детей: 20 типично развивающихся детей и 20 детей с подтвержденным диагнозом РАС. Дети слушали простые звуки — короткие щелчки, и в это время ученые записывали их мозговую активность. Исследователей интересовали три компонента слухового ответа мозга: M50, M100 и M200, которые возникают через 50, 100 и 200 миллисекунд после предъявления звука. Все они отражают разные стадии обработки — от первичного восприятия до фильтрации и осмысления.
Главные различия были связаны с компонентом M200, который участвует в обработке и отсеивании повторяющихся звуков. У детей с РАС этот сигнал был значительно слабее, особенно в левом полушарии мозга, обычно ответственном за восприятие и понимание речи.
«Мы хотели выяснить, связано ли восприятие самых простых звуков с языковыми трудностями у детей с РАС, — объясняет директор Центра языка и мозга НИУ ВШЭ Ольга Драгой. — Наши результаты показывают: проблемы с речью у таких детей начинаются уже на самом раннем этапе, когда мозг распознает и обрабатывает базовые звуки».
На анатомическом уровне у детей с РАС обнаружили две особенности: слуховая кора в левом полушарии у них тоньше, а извилины — более изогнутые и глубокие. Оказалось, что чем выраженнее эти отличия, тем больше у детей возникает трудностей с пониманием речи и общением.
«Слуховая кора в левом, “языковом” полушарии помогает детям не только различать звуки, но и учиться понимать речь и говорить, — объясняет Алина Миннигулова, научный сотрудник Центра языка и мозга НИУ ВШЭ. — Возможно, у детей с РАС она развивается иначе, и это отражается на их способности понимать речь. Изучение связи между слуховой обработкой и языковыми навыками может помочь в ранней диагностике и разработке новых подходов к обучению и терапии детей с РАС».
Работа выполнена при поддержке Программы фундаментальных исследований НИУ ВШЭ в рамках проекта «Центры превосходства».