Мозг детей с аутизмом иначе слышит мир
Международный коллектив исследователей при участии ученых из Центра языка и мозга НИУ ВШЭ впервые применил в одном эксперименте два метода — магнитоэнцефалографию и морфометрический анализ — для изучения детей с расстройствами аутического спектра. Оказалось, что мозг детей с аутизмом хуже справляется с фильтрацией и пониманием звуков, особенно в той части, которая обычно отвечает за речь. Исследование опубликовано в журнале Cerebral Cortex.
Аутизм, или расстройства аутического спектра (РАС), — это комплекс состояний особенного нейроразвития, влияющий на то, как человек воспринимает себя, других и общается. Эти состояния разнообразны, но многим людям с РАС сложнее воспринимать и обрабатывать звуки: выделять речь в шумной обстановке, привыкать к громким раздражителям или игнорировать повторяющиеся шумы. Исследования показывают, что эти трудности связаны с работой первичной слуховой коры — участка височной доли мозга, где происходит базовая обработка звуков. Но как именно особенности слуха влияют на речь и общение, оставалось не до конца понятным.
Чтобы выяснить, как восприятие звуков у детей с РАС связано с языковыми трудностями, исследователи из Центра языка и мозга НИУ ВШЭ вместе с коллегами из России, США и Новой Зеландии провели комплексное исследование. Они объединили два метода: магнитоэнцефалографию (МЭГ), которая позволяет отслеживать активность мозга в ответ на определенные стимулы с точностью до миллисекунды, и морфометрический анализ на основе данных структурной МРТ, с помощью которого можно изучить количественные и качественные характеристики слуховой коры — ее объем, толщину и форму извилин.
В исследовании участвовали 40 детей: 20 типично развивающихся детей и 20 детей с подтвержденным диагнозом РАС. Дети слушали простые звуки — короткие щелчки, и в это время ученые записывали их мозговую активность. Исследователей интересовали три компонента слухового ответа мозга: M50, M100 и M200, которые возникают через 50, 100 и 200 миллисекунд после предъявления звука. Все они отражают разные стадии обработки — от первичного восприятия до фильтрации и осмысления.
Главные различия были связаны с компонентом M200, который участвует в обработке и отсеивании повторяющихся звуков. У детей с РАС этот сигнал был значительно слабее, особенно в левом полушарии мозга, обычно ответственном за восприятие и понимание речи.
Ольга Драгой
«Мы хотели выяснить, связано ли восприятие самых простых звуков с языковыми трудностями у детей с РАС, — объясняет директор Центра языка и мозга НИУ ВШЭ Ольга Драгой. — Наши результаты показывают: проблемы с речью у таких детей начинаются уже на самом раннем этапе, когда мозг распознает и обрабатывает базовые звуки».
На анатомическом уровне у детей с РАС обнаружили две особенности: слуховая кора в левом полушарии у них тоньше, а извилины — более изогнутые и глубокие. Оказалось, что чем выраженнее эти отличия, тем больше у детей возникает трудностей с пониманием речи и общением.
Алина Миннигулова
«Слуховая кора в левом, “языковом” полушарии помогает детям не только различать звуки, но и учиться понимать речь и говорить, — объясняет Алина Миннигулова, научный сотрудник Центра языка и мозга НИУ ВШЭ. — Возможно, у детей с РАС она развивается иначе, и это отражается на их способности понимать речь. Изучение связи между слуховой обработкой и языковыми навыками может помочь в ранней диагностике и разработке новых подходов к обучению и терапии детей с РАС».
Работа выполнена при поддержке Программы фундаментальных исследований НИУ ВШЭ в рамках проекта «Центры превосходства».
Вам также может быть интересно:
Искусственный интеллект помогает точнее прогнозировать риски сложных заболеваний
Разработанные в Центре искусственного интеллекта НИУ ВШЭ нейросетевые модели значительно улучшают прогнозирование риска ожирения, диабета первого типа, псориаза и других многофакторных заболеваний. Совместное исследование с компанией Genotek показало, что алгоритмы глубокого обучения эффективнее традиционных методов, особенно при сложных взаимодействиях генов (эпистазах). Результаты опубликованы в журнале Frontiers in Medicine.
Ученые выявили особенности восприятия историй у дошкольников
Психолингвисты Центра языка и мозга ВШЭ совместно с коллегами из США и Германии впервые использовали регистрацию движений глаз во время проведения теста на определение нарративных навыков у дошкольников и взрослых. Исследователи обнаружили, что понимание историй зависит от их структуры, а вопросы про внутренние состояния персонажей вызывают трудности у детей 5-6 лет. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Experimental Child Psychology.
Генетический прогноз рецидива рака: ученые проверили, можно ли доверять компьютерным моделям
В биомедицинских исследованиях алгоритмы машинного обучения часто используются для анализа данных, например для предсказания рецидива рака. Однако не всегда ясно, находят ли эти алгоритмы значимые закономерности или подстраиваются под случайные шумы в данных. Ученые из НИУ ВШЭ, ИБХ РАН и МГУ разработали тест, который позволяет определить эту разницу. Он может стать важным инструментом для проверки надежности алгоритмов в медицине и биологии. Исследование опубликовано в цифровом архиве arXiv.
Математики из нижегородской Вышки доказали существование устойчивого хаоса в сложных системах
Исследователи из Международной лаборатории динамических систем и приложений НИУ ВШЭ — Нижний Новгород разработали теорию, которая позволяет с математической точностью доказать существование устойчивого хаотического поведения в сетях взаимодействующих элементов. Работа открывает новые возможности для изучения сложных динамических процессов в нейронауке, биологии, медицине, химии, оптике и других областях. Результаты исследования приняты к публикации в ведущем международном научном журнале Physical Review Letters. С результатами исследования можно ознакомиться в архиве Arxiv.org.
Новый метод кластеризации упрощает анализ больших массивов информации
Исследователи из ВШЭ и Института проблем управления РАН предложили новый метод анализа данных — туннельную кластеризацию. Он помогает быстро находить группы похожих объектов и требует меньше вычислительных ресурсов, чем традиционные методы. В зависимости от конфигурации данных алгоритм может работать в десятки раз быстрее аналогов. Исследование опубликовано в журнале «Доклады Российской академии наук. Математика, информатика, процессы управления».
Различие алфавитов мешает билингвам быстро переключаться с языка на язык
Ученые Центра языка и мозга НИУ ВШЭ с помощью айтрекинга исследовали, как билингвы переключаются с языка на язык при смене контекста. Выяснилось, что различие алфавитов замедляет этот процесс. Если буквы выглядят необычно — например, латиница в русскоязычном тексте, — мозг не сразу переключается на другой язык, даже если человек знает, что он в билингвальной ситуации. Статья опубликована в журнале “Bilingualism: Language and Cognition”.
Видеть, ощущать и понимать: ученые ВШЭ изучат механизмы восприятия движений при аутизме
Ученые Центра исследований интеллекта и когнитивного благополучия НИУ ВШЭ выиграли грант РНФ на изучение механизмов зрительного восприятия движений при аутизме. Исследователи разработают экспериментальную парадигму, чтобы выявить взаимосвязь визуального внимания и моторики у людей с расстройствами аутистического спектра. Это позволит объяснить нейрокогнитивные механизмы, лежащие в основе трудностей социального взаимодействия при аутизме, и в дальнейшем найти способы их компенсировать.
Ученые предложили новую теорию происхождения генетического кода
Научный консультант Международной лаборатории биоинформатики Института искусственного интеллекта и цифровых наук Алан Герберт предложил новое объяснение одной из нерешенных загадок биологии — происхождения генетического кода. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Biology Letters, современный генетический код мог возникнуть благодаря самоорганизующимся молекулярным комплексам — тинкерам. Новую гипотезу автор выдвинул на основе анализа вторичных структур ДНК с помощью нейросети AlphaFold3.
Ученые опровергли существование кризиса доверия к науке
Международная группа исследователей, включающая специалистов из НИУ ВШЭ, провела масштабный опрос в 68 странах на тему доверия к науке. В большинстве стран люди продолжают высоко ценить работу ученых и хотят видеть их более активными участниками общественной жизни. Результаты опубликованы в Nature Human Behaviour.
Полиция и ученые обсудили, как ловить лесных браконьеров
Заведующий Международной лабораторией статистической и вычислительной геномики НИУ ВШЭ Владимир Щур принял участие в круглом столе, организованном Экспертно-криминалистическим центром МВД России. Криминалисты, биологи, генетики и математики поговорили о возможностях применения ДНК-анализа деревьев при расследовании преступлений, связанных с незаконной вырубкой леса.