Autistische Gehirnnetzwerke sind unterschiedlich verbunden
Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass Kinder mit Autismus-Spektrum-Störung einen strukturellen Unterschied in den Gehirnverbindungen von Kindern ohne ASD aufweisen.
Ermittler des Boston Children’s Hospital entdeckten, dass Kinder mit Autismus auf Kosten von Fernverbindungen mehrere redundante Verbindungen zwischen benachbarten Gehirnbereichen haben.
In der Studie verwendeten die Forscher Elektroenzephalographen (EEG), um elektronische Spannungsschwankungen zu messen, die aus dem elektrischen Übersprechen des Gehirns resultieren.
Die Ermittler verwendeten einen „Netzwerkanalyse“ -Ansatz, der dem zur Untersuchung von Fluggesellschaften oder Stromnetzen ähnelte.
Die Forschung, begleitet von einem Kommentar, ist im Open-Access-Journal von BioMed Central zu finden BMC Medizin.
"Wir haben Gehirnnetzwerke als Ganzes auf ihre Fähigkeit hin untersucht, Informationen zu übertragen und zu verarbeiten", sagt Dr. Jurriaan Peters von der Abteilung für Neurologie des Boston Children’s Hospital.
"Was wir gefunden haben, könnte die Art und Weise verändern, wie wir das Gehirn autistischer Kinder betrachten."
Peters, Maxime Taquet und die älteren Autoren Simon Warfield, PhD, und Mustafa Sahin, MD, PhD, analysierten EEG-Aufzeichnungen von zwei Gruppen autistischer Kinder: 16 Kinder mit klassischem Autismus und 14 Kinder, deren Autismus Teil eines als tuberös bekannten genetischen Syndroms ist Sklerose-Komplex (TSC).
Sie verglichen diese Messwerte mit EEGs aus zwei Kontrollgruppen - 46 gesunde neurotypische Kinder und 29 Kinder mit TSC, jedoch ohne Autismus.
In beiden Gruppen mit Autismus gab es mehr Verbindungen mit kurzer Reichweite innerhalb verschiedener Gehirnregionen, aber weniger Verbindungen, die weit entfernte Gebiete verbinden.
Ein Gehirnnetzwerk, das Verbindungen mit kurzer Reichweite gegenüber Verbindungen mit großer Reichweite bevorzugt, scheint mit dem klassischen kognitiven Profil von Autismus übereinzustimmen - einem Kind, das sich durch bestimmte, fokussierte Aufgaben wie das Auswendiglernen von Straßen auszeichnet, aber keine Informationen über verschiedene Gehirnbereiche hinweg in Konzepte höherer Ordnung integrieren kann .
"Zum Beispiel kann ein Kind mit Autismus nicht verstehen, warum ein Gesicht wirklich wütend aussieht, weil seine visuellen Gehirnzentren und emotionalen Gehirnzentren weniger übersprechen", sagt Peters.
„Das Gehirn kann diese Bereiche nicht integrieren. Es macht viel mit den Informationen vor Ort, aber es sendet sie nicht an den Rest des Gehirns. "
Die Netzwerkanalyse, ein neuer Zweig der kognitiven Neurowissenschaften, zeigte eine Qualität namens „Resilienz“ bei Kindern mit Autismus - die Fähigkeit, mehrere Wege zu finden, um über redundante Wege von Punkt A nach Punkt B zu gelangen.
"Ähnlich wie Sie immer noch von Boston nach Brüssel reisen können, auch wenn London Heathrow geschlossen ist, können beispielsweise durch den JFK-Flughafen in New York weiterhin Informationen zwischen zwei Regionen des Gehirns von Kindern mit Autismus übertragen werden", sagt Taquet.
"In einem solchen Netzwerk spielt kein Hub eine bestimmte Rolle, und der Datenverkehr kann auf vielen redundanten Routen fließen."
Diese Qualität der Redundanz steht im Einklang mit zellulären und molekularen Hinweisen auf ein verringertes „Beschneiden“ der Gehirnverbindungen bei Autismus. Während es für eine Fluggesellschaft gut sein kann, kann es ein Gehirn anzeigen, das auf viele verschiedene Arten von Situationen auf die gleiche Weise reagiert und sich weniger auf die wichtigsten Reize konzentrieren kann.
"Es ist ein einfacheres, weniger spezialisiertes Netzwerk, das starrer ist und weniger auf Stimulationen aus der Umgebung reagieren kann", sagt Peters.
Die Studie zeigte, dass beide Gruppen von Kindern mit Tuberkulose-Komplex insgesamt eine verringerte Konnektivität aufwiesen, aber nur diejenigen, die ebenfalls Autismus hatten, zeigten das Muster erhöhter Verbindungen zwischen kurzer und langer Reichweite.
Die aktuelle Studie baut auf neuen Forschungsergebnissen auf, die Nervenfasern bei autistischen Patienten abbildeten und strukturelle Anomalien in der Gehirnkonnektivität zeigten.
Quelle: Boston Kinderkrankenhaus
