Žurnālā Nature Mental Health publicētais pētījums ir viens no plašākajiem mēģinājumiem izpētīt, kā autisma gadījumā darbojas seju uztvere. Pētnieki atklājuši, ka smadzeņu aktivitāte, kas saistīta ar sejas atpazīšanu, autiskiem bērniem ir mazāk skaidri nošķirama nekā neautiskiem bērniem. Atšķirīgs izrādījies arī smadzeņu reakcijas attīstības temps bērnībā.

Daži autiski cilvēki uz sejām raugās retāk vai veido mazāk acu kontakta. Viņiem var būt arī grūtāk atcerēties sejas vai interpretēt sejas izteiksmes nekā neautiskiem cilvēkiem. Zinātnieki šādu atšķirību smadzeņu mehānismus pēta jau gadu desmitiem. Piemēram, 2000. gadu sākumā Jēlas universitātes pētnieki ziņoja, ka smadzeņu reģionos, kuri atbild par seju apstrādi, autiskiem cilvēkiem bija mazāka aktivitāte nekā cilvēkiem bez autisma.

Džeimss Makpartlends, Harisa profesors Bērnu studiju centrā un Smadzeņu un garīgās veselības centra direktors, seju apstrādi autisma gadījumā pēta ar elektroencefalogrāfiju jeb EEG — metodi, kas reģistrē smadzeņu elektrisko aktivitāti. Līdzšinējos EEG pētījumos parasti tika analizēti signāli no ierobežota skaita reģionu, nevis aktivitāte visā galvas ādā.

Lai iegūtu pilnīgāku priekšstatu, Makpartlends un viņa kolēģi analizēja aptuveni 400 autisku bērnu smadzeņu elektriskos signālus, kas reģistrēti visā galvas ādā. Viņi konstatēja, ka ar seju atpazīšanu saistītā smadzeņu aktivitāte autiskiem dalībniekiem bija mazāk atšķirīga un līdz ar to grūtāk identificējama. Vienlaikus pētnieki pamanīja izteiktu attīstības atšķirību: neautiskiem bērniem smadzeņu reakcija uz sejām ar vecumu kļuva specializētāka, bet autiskiem bērniem tāds pats modelis netika novērots.

“Šī ir pirmā reize, kad esam izmantojuši visu ļoti bagātīgās informācijas apjomu, ko sniedz EEG ieraksts, lai izprastu seju uztveri un autismu,” sacīja Makpartlends.

Kā pētnieki atklāja atšķirības smadzeņu aktivitātē

Makpartlends tradicionālo pieeju seju atpazīšanas pētīšanai salīdzina ar mēģinājumu izprast satiksmi visā pilsētā, novērojot tikai vienu ielu pilsētas centrā.

“Tieši tā līdz šim lielākoties ir veikti pētījumi par seju apstrādi,” sacīja Makpartlends.

Jaunā metode sniedz daudz plašāku skatījumu — līdzīgi tam, kā satiksmi visā pilsētā var novērot ar satelītattēliem. Pētījumā analizēti dati no Autism Biomarkers Consortium for Clinical Trials jeb ABC-CT. Datu kopa ietvēra dažāda vecuma autiskus un neautiskus bērnus.

Eksperimentu laikā bērni skatījās cilvēku seju un ikdienas priekšmetu attēlus, kamēr EEG iekārtas reģistrēja viņu smadzeņu aktivitāti. Tā vietā, lai koncentrētos uz nelielu skaitu mērījumu vietu, zinātnieki analizēja elektriskos signālus no visiem 128 elektrodiem, kas bija izvietoti ap katra dalībnieka galvu.

Pēc tam pētnieki izmantoja mašīnmācīšanās metodes, lai pārbaudītu, vai ierakstīto signālu modeļi ļauj noteikt, uz ko konkrētais bērns skatījās. Rezultāti parādīja, ka neautiskiem bērniem smadzeņu aktivitāte precīzāk norādīja uz sejas skatīšanos nekā autiskiem bērniem. Citiem vārdiem, elektriskie signāli, kas bija saistīti ar seju redzēšanu, autiskajā grupā bija mazāk izteikti un atšķirami.

“Smadzeņu neirālā aktivitāte, ko mēs izmērām galvas ādā, autiskiem bērniem vienkārši nav tik izteikta,” sacīja pētījuma pirmais autors Džeisons Grifins, Hjūstonas Universitātes psiholoģijas docents. Iepriekš viņš strādāja Makpartlenda laboratorijā kā pēcdoktorantūras pētnieks.

Pētnieki arī konstatēja, ka neautisku bērnu spēja pēc smadzeņu aktivitātes noteikt, ko viņi skatās, ar vecumu uzlabojās. Autiskiem bērniem šāda ar vecumu saistīta uzlabošanās netika novērota, kas liecina par atšķirīgu neirālo reakciju attīstības modeli.

“Viņu seju specifiskā apstrāde neattīstās pa to pašu trajektoriju,” sacīja Grifins.

Atšķirības seju atpazīšanā var sākties agrāk, nekā domāts

Pētījums sniedz jaunas atziņas ne tikai par atšķirībām smadzeņu aktivitātē, bet arī par to, cik agri tās parādās seju uztveres procesā. Cilvēka atpazīšana ietver vairākus neirālās apstrādes posmus. Process sākas brīdī, kad vizuālā informācija nonāk acīs, un turpinās, kamēr smadzenes šo informāciju interpretē un atpazīst seju.

Liela daļa iepriekšējo pētījumu par autismu un seju uztveri bija pievērsusies smadzeņu signālam N170. Šīs izmērāmās elektriskās aktivitātes izmaiņas parasti parādās aptuveni 170 milisekundes pēc tam, kad cilvēks ierauga seju. Iepriekšējie pētījumi liecināja, ka autiskiem cilvēkiem N170 reakcija mēdz parādīties vēlāk.

Analizējot smadzeņu aktivitāti plašākā laika posmā, pētnieki atrada pazīmes, ka seju apstrādes atšķirības sākas vēl pirms šī labi zināmā signāla parādīšanās. Tas liecina, ka ar autismu saistītās atšķirības var rasties agrākos vizuālās apstrādes posmos, nekā zinātnieki iepriekš bija konstatējuši.

“Kad mēs seju apstrādi aplūkojam, izmantojot pieeju, kas aptver visu laika informācijas diapazonu, redzam, ka autisma gadījumā atšķirības rodas vēl agrāk,” sacīja Makpartlends.

Ko atklājums varētu nozīmēt diagnozei un agrīnam atbalstam

Pētījuma rezultāti nākotnē varētu ietekmēt gan autisma diagnostikas izpēti, gan atbalsta pasākumu izstrādi. Agrāk daži speciālisti mēģināja risināt ar seju uztveri saistītās grūtības, pieprasot autiskiem cilvēkiem uzturēt acu kontaktu. Vēlāki pētījumi liecina, ka piespiedu acu kontakts nav efektīvs risinājums. Labāka izpratne par to, kā smadzenēs attīstās seju apstrāde, varētu palīdzēt atrast lietderīgākas un piemērotākas pieejas.

Būtisks izaicinājums autisma pētniecībā ir nošķirt neiroloģiskās atšķirības, kas saistītas ar pašu autismu, no izmaiņām, kuras var veidoties dzīves pieredzes ietekmē. Pēc pētnieku domām, šajā pētījumā konstatētie modeļi liecina, ka seju apstrādes atšķirības saistītas ar autisma pamatā esošajām attīstības īpatnībām, nevis tikai ar uzkrātu dzīves pieredzi.

“Kad neautiskiem cilvēkiem redzam paredzamo pilnveidošanos un specializēšanos, autiskiem cilvēkiem redzam mazākas attīstības izmaiņas,” skaidroja Makpartlends.

Tā kā atšķirības parādās attīstības laikā, rezultāti rada iespēju, ka atbalsts, kas palīdz autiskiem bērniem interpretēt sejas emocijas, varētu būt īpaši noderīgs, ja to sāk sniegt agrākā bērnībā. Tomēr pētnieki uzsver, ka autisms pats par sevi ne vienmēr rada grūtības, kurām vajadzīga iejaukšanās. Daudzi neirodažādi cilvēki autisma dēļ piedzīvo nelielus vai nekādus ierobežojumus un var negribēt vai viņiem var nebūt nepieciešams papildu atbalsts.

Citiem cilvēkiem grūtības atpazīt sejas vai saprast sejas izteiksmes var sarežģīt ikdienas sociālo mijiedarbību.

“Iedomājieties dzīvi, kurā ir grūti uztvert informāciju cita cilvēka sejā — sākot no situācijas, kad jāorientējas rotaļu laukumā, līdz darba intervijai,” sacīja Makpartlends. “Šī ir viena no būtiskajām jomām, kas daudziem autiskiem cilvēkiem rada grūtības.”

Jauni smadzeņu signāli varētu uzlabot autisma diagnostiku

Vēl viena iespējamā pētījuma nozīme ir objektīvāku autisma novērtēšanas metožu meklēšana. Pašlaik ārsti autismu galvenokārt diagnosticē, izvērtējot uzvedību, jo uzticami bioloģiski testi ikdienas diagnostikai vēl nav pieejami.

Zinātnieki pēta vairākus iespējamos biomarķierus — izmērāmas bioloģiskas pazīmes, kas varētu uzlabot diagnostikas novērtējumu vai palīdzēt nošķirt dažādas autisma spektra grupas.

Jaunatklātie ar seju apstrādi saistītās smadzeņu aktivitātes modeļi varētu palīdzēt šajos centienos. Analizējot, kā šie neirālie signāli atšķiras starp cilvēkiem, pētnieki nākotnē varētu izstrādāt papildu diagnostikas rīkus vai precīzāk noteikt autiskus cilvēkus, kuriem varētu būt noderīgi konkrēti atbalsta veidi, tostarp sociālo prasmju terapija.

Tomēr, pirms atklājumus varēs izmantot klīniskajā praksē, būs vajadzīgi turpmāki pētījumi. Pašreizējais darbs piedāvā jaunu veidu, kā izpētīt, kā autisku cilvēku smadzenes apstrādā sejas un kā šīs reakcijas mainās bērnības laikā.

“Šis ir pirmais solis jauna biomarķiera ieviešanā,” sacīja Makpartlends.