Почему мозг детей с аутизмом иначе распознает лица уже в первые доли секунды

Новое исследование показало, что различия возникают раньше, чем считалось, и могут изменить подход к ранней поддержке детей.

Почти мгновенно после того, как человек видит лицо, мозг начинает выполнять сложную последовательность операций. Он определяет, что перед ним именно лицо, выделяет глаза, рот, форму головы, затем оценивает эмоции, возраст, знаком ли этот человек и как следует на него реагировать.

Для большинства людей этот процесс происходит автоматически и занимает лишь доли секунды. Но у многих людей с аутизмом он организован иначе.

Ученые решили посмотреть не на отдельный участок мозга, а на всю картину сразу

Исследования последних десятилетий неоднократно показывали, что людям с аутизмом бывает сложнее узнавать лица, распознавать выражения эмоций или поддерживать зрительный контакт. Однако большинство работ изучало лишь отдельные сигналы мозга.

Авторы новой работы решили изменить сам подход.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Mental Health, использовало данные крупного проекта Autism Biomarkers Consortium for Clinical Trials (ABC-CT). В анализ вошли около 400 детей с аутизмом, а также группа нейротипичных детей разных возрастов.

Во время эксперимента участники смотрели изображения лиц и различных предметов, а электрическую активность мозга регистрировали с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ).

Главное отличие исследования состояло в том, что ученые анализировали информацию сразу со всех 128 электродов, расположенных по всей поверхности головы, а не только с нескольких заранее выбранных областей.

Затем методы машинного обучения пытались определить по активности мозга, что именно сейчас видит ребенок — лицо или обычный предмет.

Представьте спутниковую карту вместо камеры на одном перекрестке

Руководитель исследования профессор Джеймс Макпартленд сравнил прежние исследования с попыткой оценить дорожное движение всего города, наблюдая только за одной улицей.

Новый подход больше напоминает спутниковую съемку.

Именно это позволило обнаружить особенности, которые раньше просто невозможно было увидеть.

Неожиданный момент: различия начинаются раньше, чем предполагали ученые

Долгое время главным биомаркером распознавания лиц считался сигнал N170.

Он появляется примерно через 170 миллисекунд после предъявления лица и отражает работу специализированных систем мозга, отвечающих за узнавание человеческих лиц. Известно, что у людей с аутизмом этот сигнал часто возникает с задержкой.

Однако новое исследование показало более интересную картину.

Если анализировать всю последовательность мозговой активности, становится видно, что различия возникают еще раньше — до появления знаменитого сигнала N170.

Именно здесь происходит ключевой момент.

Это означает, что особенности обработки лиц могут формироваться уже на самых ранних этапах зрительного восприятия, когда мозг только начинает отделять лицо от остальных объектов окружающего мира.

Иными словами, речь идет не просто о более медленном распознавании. Сам процесс обработки зрительной информации развивается по иной траектории.

Почему возраст оказался не менее важным, чем сам диагноз

Исследователи обнаружили еще одну закономерность.

У нейротипичных детей способность мозга различать лица постепенно становится более специализированной по мере взросления. С возрастом сигналы становятся все более четкими, а алгоритм машинного обучения все точнее определяет, что ребенок смотрит именно на лицо.

У детей с аутизмом такого возрастного «оттачивания» сигналов практически не наблюдалось.

Это не означает, что развитие останавливается.

Скорее, оно идет по другой траектории и не повторяет типичный путь специализации мозга.

Именно поэтому авторы считают, что различия отражают особенности развития самого мозга, а не являются лишь следствием жизненного опыта или привычки избегать зрительного контакта.

Это меняет представление о причинах трудностей общения

Раньше считалось, что многие особенности социального взаимодействия могут постепенно усиливаться из-за того, что ребенок реже смотрит в глаза окружающим и получает меньше социального опыта.

Новая работа предполагает обратную последовательность событий.

Возможно, изменения в работе мозга появляются настолько рано, что именно они впоследствии влияют на особенности зрительного контакта и восприятия эмоций.

Проще говоря, ребенок может избегать взгляда не потому, что сначала перестал смотреть людям в глаза, а потому что его мозг с самого начала иначе обрабатывает эту информацию.

Почему это важно для ранней помощи

Еще несколько десятилетий назад одним из распространенных подходов было требование обязательно поддерживать зрительный контакт.

Сегодня специалисты понимают, что принуждение к этому не помогает и может лишь усиливать стресс.

Новое исследование предлагает другой взгляд.

Если особенности обработки лиц действительно возникают очень рано, то поддержку, направленную на развитие понимания мимики и эмоций, возможно, имеет смысл начинать раньше, когда мозг еще активно формирует соответствующие нейронные сети.

При этом авторы специально подчеркивают важную мысль.

Не все аутичные люди нуждаются в подобных вмешательствах или хотят их получать. Многие успешно адаптируются к жизни благодаря собственным стратегиям восприятия окружающего мира.

Однако для части людей сложности с распознаванием лиц действительно влияют на учебу, дружеские отношения, работу и повседневное общение.

Может ли ЭЭГ стать объективным тестом на аутизм

Сегодня диагноз аутизма ставится исключительно на основании клинической оценки поведения и особенностей развития.

Ни одного лабораторного анализа или инструментального исследования, которое могло бы самостоятельно подтвердить диагноз, пока не существует.

Авторы считают, что обнаруженные особенности активности мозга могут стать одним из будущих биомаркеров.

Но важно понимать ограничения.

Исследование не предлагает новый диагностический тест и не означает, что ЭЭГ скоро заменит работу специалистов.

Пока это лишь первый шаг к созданию объективных биологических инструментов, которые однажды смогут дополнять клиническую диагностику, помогать выделять различные подтипы аутизма и подбирать наиболее подходящие программы поддержки.

Что действительно изменилось после этой работы

Главная ценность исследования заключается не в поиске «быстрого теста» на аутизм.

Оно показывает, что различия в работе мозга возникают значительно раньше, чем предполагалось, и охватывают гораздо более широкие нейронные сети, чем считалось раньше.

Это меняет понимание самого механизма восприятия социальных сигналов и дает исследователям новое направление для изучения развития аутизма.