Im Subtyp "Autismus" verbinden sich "soziale" und "visuelle" neuronale Schaltkreise nicht ganz

Eine neue Studie zur Bildgebung des Gehirns zeigt, dass Kleinkinder mit Autismus-Spektrum-Störung (ASD), die soziale Reize ignorieren, um sich bewegende, farbenfrohe geometrische Bilder zu betrachten, schwerwiegendere soziale Symptome und eine geringere Gehirnaktivität aufweisen, die soziale und visuelle Aufmerksamkeits-Hirnnetzwerke miteinander verbindet.

"Dies weist darauf hin, dass bei einem Subtyp von ASD-Kleinkindern mit einer Vorliebe für geometrische Bilder anstelle von Bildern von Kindern - etwa 20 Prozent der Kleinkinder mit Autismus - eine Trennung zwischen visuellen und sozialen Gehirnnetzwerken besteht", sagte die Seniorin und entsprechende Autorin Karen Pierce. Ph.D., Professor für Neurowissenschaften und Co-Direktor des San Diego Autism Center of Excellence der Universität von Kalifornien (UC) mit Co-Autor Eric Courchesne, Ph.D., ebenfalls Professor für Neurowissenschaften.

"Bei diesen ASD-Kleinkindern steuern farbenfrohe, sich bewegende Formen anstelle von lustigen sozial-emotionalen Reizen die neuronale Aktivität, Aufmerksamkeit und das Lernen."

Die Ergebnisse werden online in der Zeitschrift veröffentlicht eLife.

Die tägliche Trennung von sozialen und visuellen neuronalen Netzen führt dazu, dass Aufmerksamkeit, Erfahrung und Lernen auf niedrige, aber visuell hervorstechende Reize wie farbenfrohe, sich drehende Formen gerichtet werden, sagte Pierce.

Diese Netzwerkunterbrechung kann bestimmte ASD-Symptome und die soziale Beeinträchtigung einiger ASD-Kleinkinder verursachen. Die Ergebnisse könnten aber auch einen neuen Weg für die Diagnose und Behandlung von ASD bei Kleinkindern und Kleinkindern darstellen.

„Wenn ein Kind derzeit eine Autismusdiagnose erhält, wird es normalerweise zu einer ziemlich allgemeinen Behandlung überwiesen, die auf den Prinzipien der angewandten Verhaltensanalyse basiert. In Zukunft könnten Kinder nach einer Diagnose eingehendere biologische Bewertungen erhalten, die Informationen über ihren Blick und die Aktivierungsmuster des Gehirnnetzwerks liefern, die auf spezifischere Behandlungen hinweisen könnten “, sagte sie.

"Es kann auch möglich sein, dass die Bildgebung des Gehirns und die Augenverfolgung zusammen verwendet werden, um die Wirksamkeit der Behandlung zu bestimmen, wenn irgendwann nach einer Behandlungsperiode eine zweite biologische Bewertung durchgeführt wird."

Das Forschungsteam untersucht seit mehreren Jahren das Potenzial der Blicktechnologie bei der Diagnose und Behandlung von ASD. Im Jahr 2010 berichteten sie beispielsweise, dass in einem einfachen einminütigen Eye-Tracking-Test Säuglinge im Alter von 14 Monaten, die Filme mit geometrischen Formen häufiger bevorzugten als Filme von Kindern, die tanzen und Yoga machen, später als ASD diagnostiziert wurden , Goldstandard-Verhaltensdiagnosetest (Autism Diagnostic Observation Schedule oder „ADOS“).

Umgekehrt zogen es sich in der Regel entwickelnde Säuglinge und Kleinkinder vor, die „sozialen“ Bilder zu betrachten.

In der neuen Studie kombinierten die Forscher Eye Tracking (bei dem eine Kamera überwacht und dokumentiert, wo und was ein Kind auf einem Bildschirm betrachtet) mit Daten der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT), die die Interkonnektivität zwischen verschiedenen Gehirnschaltungen beschreiben.

„Die grundlegende Neurowissenschaft hat herausgefunden, dass das menschliche Gehirn über viele sogenannte„ Ruhezustands “-Netzwerke verfügt, die jeweils an unterschiedlichen sensorischen, Aufmerksamkeits-, kognitiven und sozialen Funktionen beteiligt sind. Diese Netzwerke sind auch dann aktiv, wenn wir selbst im natürlichen Schlaf keine explizite Aufgabe übernehmen “, sagte Courchesne.

„Ein soziales Netzwerk, das Default Mode Network oder DMN, ist sehr aktiv, wenn wir an uns selbst und andere denken. Es wird angenommen, dass Anomalien im DMN von zentraler Bedeutung dafür sind, warum Menschen mit Autismus soziale Schwierigkeiten haben. “

"Da erfahrungsabhängige Mechanismen, wie das, was jemand betrachtet, die Gehirnentwicklung vorantreiben, kann das Verstehen, was jemand visuell besucht - soziale oder nicht soziale Reize - unschätzbare Informationen liefern."

Die Forscher untersuchten die kombinierten Daten sowohl für ASD- als auch für Nicht-ASD-Kleinkinder und fanden eine weniger als typische neuronale Interaktion (Hypokonnektivität) zwischen sozialen Gehirnschaltungen wie dem DMN und visuellen und Aufmerksamkeitsnetzwerken bei ASD-Kindern. Je größer die Hypokonnektivität ist, desto schwerwiegender sind die sozialen Kommunikationsschwierigkeiten, insbesondere bei Kleinkindern mit geometrisch bevorzugter ASD.

Pierce sagte, dass die Ergebnisse dem immer noch weitgehend mysteriösen und komplexen Porträt von ASD neue Informationen und Details hinzufügen.

„Indem wir jedoch klinische Phänotypinformationen, wie z. B. Ergebnisse bei Tests der sozialen Kompetenz, mit Bildgebung des Gehirns und Eye-Tracking wie hier kombinieren, entwickeln wir genauere, frühzeitige Ansätze zur Diagnose von ASD und zur Identifizierung von Subtypen für das Brain-Eye-Tracking. Wir werden bald mit Pilotstudien beginnen, um gezielte Behandlungen für diesen Subtyp zu entwickeln “, sagte sie.

Quelle: Universität von Kalifornien, San Diego