Международная команда ученых с участием исследователей из Центра языка и мозга НИУ ВШЭ впервые изучила связи между сенсомоторной сетью и сетью когнитивного контроля у детей с аутизмом. С помощью данных фМРТ они выяснили, что внутри сети когнитивного контроля, отвечающей за внимание и самоконтроль, связи ослаблены, а внешние связи с сенсомоторной сетью, от которой зависят движения и сенсорная обработка, наоборот, слишком усилены. Эти особенности проявляются в виде трудностей в социальном взаимодействии и регуляции поведения детей.
Исследование опубликовано в журнале Brain Imaging and Behavior. Чтобы человек мог одновременно сосредотачиваться, двигаться, воспринимать окружающих и контролировать поведение, мозг использует несколько функциональных сетей. Каждая из них отвечает за свою задачу: внимание, движение, восприятие или поведенческую регуляцию. По мере взросления внутренние связи в таких сетях усиливаются, а внешние, межсетевые, наоборот, ослабевают. Благодаря этому мозг распределяет обязанности между системами, позволяя им работать автономно и не мешать друг другу. Этот процесс называют сегрегацией сетей.
Однако при расстройствах аутистического спектра (РАС) сегрегация может нарушаться. Расстройства аутистического спектра — это особые состояния нейроразвития, при которых меняется то, как человек воспринимает информацию, взаимодействует с другими и реагирует на окружающий мир. Чтобы понять, как нарушение работы сетей мозга связано с этими изменениями, исследователи из Центра языка и мозга НИУ ВШЭ, Института лингвистики РАН и Сиэтлского института детского развития впервые изучили взаимодействие двух ключевых сетей: когнитивного контроля, отвечающей за внимание, самоконтроль и планирование, и сенсомоторной, связанной с движением и обработкой сенсорной информации.
Ученые проанализировали данные фМРТ 121 ребенка с РАС и 84 типично развивающихся детей в возрасте от пяти до 14 лет. Также с помощью четырех поведенческих тестов-опросников исследователи оценили, как дети взаимодействуют с окружающими, контролируют мысли и действия, переключают внимание и управляют своими движениями.
Выяснилось, что у детей с РАС значительно слабее развиты связи внутри сети когнитивного контроля. Чем слабее они были, тем труднее ребенку давались задачи, связанные с контролем поведения и переключением внимания, что также подтвердили результаты поведенческих тестов.
При этом связи между сетью когнитивного контроля и сенсомоторной сетью, наоборот, оказались чрезмерно усиленными. Эта особенность выражалась в сложностях во взаимодействии с другими людьми и в социальном поведении. При этом ни усиление, ни ослабление связей не влияло на то, насколько хорошо ребенок контролирует свои движения.
«У детей с аутизмом нарушен баланс между автономной работой сетей и их взаимодействием. Вместо четкой внутренней координации возникает перекрестная активность, которая мешает мозгу адаптироваться к переключению между внешними и внутренними сигналами», — объясняет Алина Миннигулова, научный сотрудник Центра языка и мозга НИУ ВШЭ.
Важно, что такие отклонения можно не только отследить на фМРТ, но и соотнести с конкретными проявлениями расстройства: трудностями в общении, нарушением внимания, сложностями в планировании и переключении между задачами. Это поможет точнее понять, как устроены нейрофизиологические механизмы РАС и в перспективе — как можно ускорить диагностику этих состояний.