Динамика мозга и аутизм: как нейроны сдают экзамен на коммуникабельность

Учёные наконец-то решили распутать хитросплетения нейронов у малышей с аутизмом. Больше никаких унылых анкет и наблюдений за тем, кто как складывает кубики. Новое исследование показало: у детей с аутизмом мозг связывается сам с собой иначе, чем у обычных сверстников – и это напрямую отражается на тяжести симптомов.

Авторы работы рассмотрели динамику общения между разными отделами мозга — не как чёрно-белое фото, а как фильм, где всё в движении. Обычно учёные изучают мозг статично: измерили среднюю активность, вздохнули, записали цифры. Здесь же последили за тем, как связи между отделами возникают и тут же исчезают, пока ребёнок смотрел мультик молча под футуристической шапкой с инфракрасными лампочками.

Использовали для этого метод функциональной ближней инфракрасной спектроскопии (fNIRS) — относительно дружественный способ для малышей, к тому же процедура не заставляет сидеть в гробовой тишине, как в МРТ. В исследовании приняли участие 44 маленьких человечка: половина с диагнозом "аутизм", другая — дети без особенностей развития. Все смотрели мультик (без звука — чтобы мыслительный процесс не забил фон), а датчики фиксировали изменения кислорода в мозге (это говорит о том, где и когда активировались нейроны).

Учёные разбили поток данных на короткие кусочки и выявили 4 характерных "состояния" мозга. Главное отличие: дети с аутизмом куда меньше времени проводили в состоянии номер 4 — тут мозг по-настоящему связывается через оба полушария, особенно между зонами, ответственными за речь и ощущения. Чем меньше времени ребёнок проводил в этом состоянии, тем тяжелее проявлялись симптомы аутизма и хуже были навыки самостоятельной жизни — например, бытовые или социальные.

Больше того — этот же мозговой паттерн предсказывал, насколько хорошо ребёнок справится с отдельным задачей на экране, вроде поиска фигурки на планшете. Учёные показали, что способность гибко поддерживать нужные мозговые связи приводит к лучшим навыкам адаптации, а потом — к более высоким когнитивным результатам.

Ради чистоты эксперимента исследование повторили на другой группе детей без аутизма: результаты совпали. Мало того, компьютер смог различить детей с аутизмом от обычных с точностью около 74%, основываясь только на этих мозговых сигнатурах. Это уже намёк на будущую биомаркёрную диагностику — не только глазами, но и цифрами.

Тем не менее, учёные честно признают лимиты исследования: мало участников, перекос в сторону мальчиков, датчики не охватывали все области мозга. И ещё — семьи детей с аутизмом были несколько беднее, чем семьи из второй группы.

Следующий шаг — наблюдать детей годами, чтобы понять, можно ли исправить мозговые связи с помощью тренировок адаптивного поведения. Ведь если удастся научиться включать это самое четвёртое состояние мозга — возможно, и болезни станет меньше.

Исследование опубликовано в The Journal of Neuroscience. Авторы: Conghui Su, Yaqiong Xiao и команда.