Изследване на гама ритмите може да открие проблеми при възприемане на речта от децата с аутизъм

Неврофизиолози от руския Център за език и мозък към Националния изследователски институт „Висше училище по икономика“ откриват неизвестни досега промени в мозъчната активност, свързани с възрастта, когато се възприема слухова информация от деца от 7 до 12 години.

Изследването

Екипът от Центъра за език и мозък, ръководен от Вардан Арутюнян, изследва свързаните с възрастта промени в активността на гама ритмите в слуховата кора при 300 деца на възраст от 7 до 12 години. Учените използват класическата парадигма за слухов стационарен отговор като представят модулирани амплитудно тонове, които са в диапазона от 40 Hz. Това дава възможност да бъде направен запис на ритмичната активност на невроните в слуховата кора с честото 40 Hz – честотата на гама ритмите.

Мозъчната активност бива регистрирана чрез магнитоенцефалография, която представлява изключително прецизен начин за регистриране работата на мозъка. Така има запис на общата активност на невроните, което позволява да се разбере как точно протича сигналът с резолюция от милисекунди, но и да бъде установен източникът на активност в мозъчната кора.

Авторите на изследването припомнят, че невроните си взаимодействат чрез електрически импулси. В процесите на възприемане и обработка на различни видове информация, сред които и акустичната, е важна както общата електрическа активност на невроните, така и ритмичната активност на групи от тях в различните честотни диапазони. Важна роля за възприятието имат импулсите в диапазона на гама ритмите, които представляват трептения в човешкия мозък с честоти от 30 Hz до 150 HZ.

Децата, които участват в изследването, се развиват нормално. Нито едно от тях не страда от аутизъм или други нарушения на психиката или на умствената дейност, които са свързани с дисбаланса между възбудителните и инхибиторните сигнали.

>>>Високопрецизен инструмент открива признаци на аутизъм при 12-месечни бебета 

Момичетата и момчетата слушат различни звукови сигнали, а изследователите проследяват промените в кортикалната активност.

Настоящото изследване е сериозен пробив, тъй като предишните показват, че регистрирането на гама ритъм при малките деца е изключително трудно. Обяснението е, че този вид мозъчна дейност е свързана с инхибиторната система, която се оформя през пубертета.

Резултатите

Резултатите от проучването показват, че не само силата на гама ритмите в слуховата кора се увеличават в зависимост от възрастта (по-висока при големите отколкото при по-малките), но и че източникът на тази активност в мозъка също се променя с увеличаването на годините. При по-големите деца източникът е разположен в по-задната част на първичната слухова кора, за разлика от по-малките малчугани.

За първи път учените демонстрират, че вторият тип активност или общата невромагнитна реакция на слухов стимул в същата област на мозъка се променя с възрастта. При по-големите деца амплитудата на сигнала е по-малка.

Двата вида мозъчна активност са свързани помежду си. Колкото по-висока е мощността на ритмичната активност в гама диапазона, толкова по-ниска е амплитудата на общия магнитен отговор на стимула.

Изводът, който правят неврофизиолозите, е, че тези ефекти са свързани с промените в баланса между възбуда и инхибиране, които настъпват с възрастта.

Както пояснява водещият изследването Вардан Арутюнян: „Свързаните с възрастта промени в различните видове дейност могат да бъдат аспекти на един и същ процес на развитие на слуховата кора. Разбирането на тези механизми ще помогне при изследването на слуховото възприятие при деца с нетипични траектории на развитие. Например, има достатъчно много изследвания, които показват атипичното функциониране на гама ритмите при децата с аутизъм. Вероятно това може да бъде един от неврофизиологичните механизми, отговорен за нарушеното възприятие на речта при децата аутисти.“

Резултатите от изследването са публикувани в списанието Human Brain Mapping

За Вардан Арутюнян

Вардан Арутюнян е младши сътрудник в Центъра за език и мозък. Интересите му са насочени към изследване на говорните умения на деца с разстройства от аутистичния спектър.

Специалистът е убеден, че комбинацията от невробиологични и поведенчески методи позволява да бъде направена оценка на това как определени неврофизиологични и невроанатомични характеристики на мозъка на децата с разстройства от аутистичния сектор са свързани със степента на говорно увреждане. Това дава възможност за поставянето на обективна диагноза на говорните им нарушения.