Человеческое общение требует быстрой и точной обработки сенсорных сигналов. Например, когда мы слышим, как говорит другой человек, мозг автоматически извлекает акустические характеристики голоса и интерпретирует их, чтобы успешно распознать:
- что было сказано (распознавание речи),
- кто говорит (распознавание голоса и человека по голосу),
- что чувствует другой человек (распознавание эмоций по голосу).
Обработка голоса — эволюционно заложенный процесс. Реакции, специфичные для голоса, уже присутствуют в утробе матери, а реакции мозга, специфичные для голоса, развиваются в раннем возрасте — еще до рождения плод реагирует на голос матери иначе, чем на голос незнакомца.
При аутизме уже в раннем младенчестве можно наблюдать измененное восприятие голоса и отсутствие предпочтения голоса матери. А в более позднем возрасте становятся заметны изменения в обработке голоса, такие как трудности с распознаванием личности или эмоций другого человека по голосу или с распознаванием речи в шумной обстановке.
Было высказано предположение, что измененная или нарушенная сенсорная обработка может объяснить симптомы клинических состояний с трудностями в социальной коммуникации, таких как расстройство аутистического спектра (РАС) и шизофрения.
Профессор Катарина фон Кригштейн и ее команда из Технического университета Дрездена представили новое исследование, целью которого было проверить, связаны ли при РАС идентификация голоса и распознавание речи в фоновом шуме с измененной обработкой слухового пути, которые можно надежно оценить с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ):
- Ядра слухового среднего мозга (нижний бугорок или нижнее двухолмие [IC]),
- Таламус (медиальное коленчатое тело [MGB]).
Исследователи сосредоточились на идентификации голоса и распознавании речи в фоновом шуме, поскольку предыдущие поведенческие исследования показали измененные или нарушенные способности распознавания голосовой идентификации у людей с РАС .
Группы людей с РАС и члены контрольных групп участвовали в трех экспериментах с фМРТ:
- Сначала участники выполняли задания на идентификацию говорящего и распознавание речи (эксперимент по распознаванию голосовой идентификации).
- Обе группы пассивно слушали блоки вокальных и невокальных звуков (эксперимент с вокальным звуком).
- В третьем эксперименте участники с РАС и контрольная группа выполняли задачи по распознаванию речи, которая была либо представлена с шумом, либо без него (эксперимент по распознаванию речи в шуме).
Шестнадцать взрослых с РАС (группа РАС) и 16 типично развитых взрослых (контрольная группа) участвовали в экспериментах 1 и 2 (распознавание голоса и эксперимент с вокальным звуком). В Эксперименте 3 (эксперимент по распознаванию речи в шуме) 17 взрослых с аутизмом участвовали в группе РАС, а 17 взрослых с нормальным развитием участвовали в контрольной группе.
Группы в каждом эксперименте были сопоставлены попарно: каждый участник контрольной группы соответствовал одному участнику группы РАС по полу (мужской или женский), хронологическому возрасту (разница в возрасте внутри каждой пары участников ≤ 3 лет), ведущей руке (праворукость или леворукость) и IQ (разница IQ в каждой паре участников составляла от 1 до 15 баллов). Все участники были носителями немецкого языка. Нормальные слуховые способности участников были подтверждены с помощью чистотональной аудиометрии. Никто из участников не принимал психотропные препараты.
Результаты
У людей с РАС снижена подкорковая сенсорная обработка голосов в нижнем двухолмие — центральной структуре слухового пути среднего мозга, которая принимает сигналы от нескольких периферических ядер мозгового ствола слухового пути, а также сигналы, полученные от слуховых центров коры больших полушарий.
Было сделано три ключевых вывода:
- Правый бугорок (холмик) меньше реагировал на голосовую идентификацию при РАС, чем в контрольной группе, в отличие от распознавания речи.
- Правый бугорок также меньше реагировал при пассивном прослушивании вокальных звуков при РАС, чем в контрольной группе, в отличие от невокальных.
- В то время как в контрольной группе реакция левого и правого бугорка была выше при распознавании речи в фоновом шуме по сравнению с четкой речью, при РАС это было только в случае левого, но не правой бугорка.
Выводы (1) и (2) выдержали чрезвычайно строгие статистические критерии.
В совокупности результаты показывают, что нарушение обработки коммуникативных сигналов при РАС связано с измененными ответами в специфической подкорковой структуре слухового сенсорного пути — правом бугорке.
Лучшее понимание нейронных механизмов, лежащих в основе аутизма, обеспечивает основу для клинического переноса, например, при поиске диагностических маркеров. Например, тестирование нарушений идентификации голоса, распознавания голосовых эмоций или восприятия акустических особенностей голоса, таких как высота голоса, может быть простым дополнительным инструментом в диагностике аутизма.
Это исследование также может быть хорошей основой для оценки терапевтических вариантов, поскольку есть доказательства пластичности нейронов в слуховой сенсорной системе благодаря обучению.
«Дальнейшее расширение базовых знаний об измененной обработке голоса при аутизме также увеличивает описание и классификацию проблем в социальном общении людей с аутизмом с которыми часто сталкиваются», — пояснила Катарина фон Кригштейн, профессор когнитивной и клинической неврологии в Дрезденском техническом университете.
Stefanie Schelinski et al, Altered processing of communication signals in the subcortical auditory sensory pathway in autism, Human Brain Mapping (2022). DOI: 10.1002/hbm.25766
