Повышенная чувствительность к звукам при аутизме. Причины, нейробиология.

Источник

У детей с аутизмом мышцы уха имеют более высокую чувствительность к звукам по сравнению с другими детьми. К такому выводу пришли исследователи подразделения неврологии в университете Питсбурга (Lukose, R., Brown, K., Barber, C. M. & Kulesza, R. J. Quantification of the stapedial reflex reveals delayed responses in autism. Autism Res. 6, 344–53 (2013)). Некоторые исследователи заявляют, что оценка меры чувствительности мышц среднего уха к звукам может служить как простой клинический биомаркер аутизма, тогда как другие ученые принципиально возражают.

звук

В среднем ухе имеется две мышцы (стременная мышца — m. Stapedius и мышца барабанной струны — m. Tensor tympany) их функция состоит в рефлекторном сокращении в ответ на громкий звук с целью снизить амплитуду колебаний барабанной перепонки и уменьшить силу звукового удара на рецепторы улитки во внутреннем ухе. Большей частью в этом рефлексе участвует стременная мышца, поэтому рефлекс носит ее имя.

Так называемый стапедиальный рефлекс вызывается сокращением тонкой стременной мышцы внутри среднего уха в ответ на громкий звук. Сокращение мышцы оттягивает стременную кость от внутреннего уха, что снижает ее амплитуду колебаний в ответ на звук и защищает внутреннее ухо от сильной вибрации. В исследовании было обнаружено, что у детей с аутизмом стапедиальный рефлекс на доли секунд медленнее и может быть вызван звуком на несколько децибел тише, чем у других детей в контрольной группе.

Врачи в плановом порядке исследуют стапедиальный рефлекс у младенцев, однако обычно определяют лишь факт его наличия или отсутствия. Ученые полагают, что точное измерение с оценкой хронометрии и чувствительности к уровню громкости могло бы стать биомаркером, который бы указывал на аутизм за годы до того, как нарушение поведения станет очевидным. (Наверно, трудно воздержаться от возражений против такого провокационного вывода, что обнаружение повышенной чувствительности к громким звукам в раннем детском возрасте склоняет к диагнозу аутизма. Следующим шагом это может подтолкнуть к назначению лечения задолго до классических симптомов, что неприемлемо. Прим. пер.)

«Мы надеемся, что этот тест мог бы стать скрининговым для детей раннего возраста, даже новорожденных», заявляет руководитель группы исследователей Randy Kulesza доцент кафедры анатомии медицинского колледжа Эри в Пенсильвании. Несколько групп обнаружили другие физиологические отличия у детей с аутизмом, такие как тахикардию (учащенное сердцебиение) и замедленную реакцию зрачков на свет.

Эти тесты наиболее подходящие по причине своей доступности. Они не дорогие, выполнение их не занимает много времени и они могут быть выполнены непосредственно в кабинете врача. В то время как обнаружение большинства биомаркеров при аутизме требует сложных и дорогостоящих технологий, таких как томография головного мозга.

Некоторые ученые, однако, настроены скептически к такому скринингу. Они утверждают, что исследование опирается на небольшую группу детей и подростков, страдающих аутизмом и одновременно имеющих трудности с чувствительностью к звукам или проблемы внимания.  Например G.Ramsay, руководитель Лаборатории Вербальной Коммуникации Центра Аутизма в Атланте, говорит: «Идея, что мы могли бы подвергать подобному тесту (для выявления аутизма) младенцев — нелепое предположение».

Стапедиальный рефлекс осуществляется через ствол мозга — нервный тракт, который связывает мозг со всем остальным телом. В 1996 году ученые в Нью-Йорке изучали посмертный материал ткани мозга одной молодой женщины, страдавшей при жизни аутизмом. Они обнаружили почти полное отсутствие нервных клеток в верхней оливе, которая, как известно, выполняет роль релейного узла для звуковой информации по ходу тракта слуховой чувствительности. Rodier, P. M., Ingram, J. L., Tisdale, B., Nelson, S. & Romano, J. Embryological origin for autism: developmental anomalies of the cranial nerve motor nuclei. J. Comp. Neurol. 370, 247–61 (1996).

«Эта статья подтолкнула меня к гипотезе, что, возможно, эти пути звуковой чувствительности повреждены в мозге при аутизме», говорит R.Kulesza.

Несколько лет тому назад R.Kulesza приступил к изучению образцов тканей ствола мозга, полученных по программе «Материальная Основа Аутизма» из репозитария головного мозга лиц, имевших при жизни аутизм. (Согласно существующей программе «Autism Tissue Program», любые больные, страдающие аутизмом и связанными с ним заболеваниями, зарегистрировавшись, могут стать посмертными донорами своего мозга. Их мозг будет использован учеными для научных целей и поиска материальной основы их заболевания. Прим. пер.) Как и в более ранних исследованиях, Kulesza обнаружил достоверно значимое снижение числа нейронов в ядрах верхней оливы по сравнению с контрольной группой. Kulesza, R. J., Lukose, R. & Stevens, L. V. Malformation of the human superior olive in autistic spectrum disorders. Brain Res.1367, 360–71 (2011).

Верхняя олива — группа ядер, скопление нейронов в стволе мозга, являющихся первыми нервными клетками, получающими и обрабатывающими звуковые сигналы с обоих ушей. Принимают активное участие в локализации источника звука. Образованы нейронами 3-х типов чувствительными к разным частотам и интенсивности звука, включая нейроны оценки латентности полученного сигнала каждым ухом для точной локализации источника. Отсюда берет начало латеральная петля — участок классического  пути звуковой чувствительности. См. статью Не классический путь звуковой чувствительности.

Чувствительность к звукам, путь

«В норме эта структура (ядра верхней оливы) состоит примерно из 15000 нервных клеток. Однако при аутизме мы обнаружили лишь около 5000(!) нейронов, а иногда и того меньше», говорит R.Kulesza.

Нейроны верхней оливы отвечают также за стапедиальный рефлекс. В последнем исследовании Kulesza изучил медицинские записи за 15 лет в ближайшей клинике для детей с аутизмом, (Барберовский Национальный Институт в Эри, Пенсильвания), которым был проведен этот тест. Согласно записям было обнаружено 54 ребенка с аутизмом, также тест проводился среди 29 детей с типичным развитием. Сам по себе тест не занимает много времени и абсолютно безболезненный. Ребенок одевает наушники в которые одновременно подается громкий сигнал и производится запись изменения давления в ухе.

Исследование обнаружило, что звук громкостью от 88 до 91 dB — примерно как от проехавшего мотоцикла — вызывает рефлекторный ответ (защитное напряжение стапедиальной мышцы с повышением давления и сопротивления чрезмерным звуковым колебаниям) в контрольной группе обычных детей. Однако у детей с аутизмом рефлекс был зафиксирован уже при менее громком звуке — 83-90 dB, что соответствует примерно по громкости работе фена или блендера.

В остальных группах использовались другие тесты для оценки чувствительности и обработки звука мозгом при аутизме. Например, в 2000 году исследователи применяли электроэнцефалографию (ЭЭГ) — неинвазивная техника регистрации электромагнитных волн генерируемых головным мозгом с поверхности кожи головы.

Измерялись так называемые «звуковые вызванные потенциалы», — особый ответ мозговых клеток, вызываемых подаваемым на ухо звуковым тоном или простым кликом. У некоторых детей с аутизмом, а также здоровых членов их семей было выявлено атипичное замедление ЭЭГ ответа. Maziade, M. et al. Prolongation of brainstem auditory-evoked responses in autistic probands and their unaffected relatives. Arch. Gen. Psychiatry 57, 1077–83 (2000).

(В связи с этим фактом утверждение, что при аутизме всегда страдает слуховая чувствительность, возможно, будет звучать провокационно и некоторыми оспариваться. Болезненная чувствительность к звукам — это ведь еще не аутизм. Наверно, правильнее будет сказать, что на фоне низкого порога звуковой чувствительности может увеличиваться риск возникновения аутизма и связанных с ним состояний. Осознание этого факта уже, видимо, будет первым шагом на пути снижения рисков. Выявленные признаки — это еще не диагноз, скорее часть набора свойств нервной системы, верхушка айсберга, которую ученые обнаружили в морфологии головного мозга (низкое число нейронов в верхних ядрах оливы) и его функциях (замедленный ответ на звуковой сигнал). Формальное внимание к отдельным аспектам морфологии и функции с большой вероятностью уведет исследователей от корней и природы именно психических нарушений, которые в клинической картине аутизма и подобных ему состояний являются доминирующими. Отсюда наверно понятно почему выводы Kulesza в научной среде выглядят провокационно. Прим. пер.).

Обнаружение достоверных мозговых биомаркеров может оказать большую помощь для ранней идентификации детей с аутизмом, настаивают исследователи. Большинству детей не был установлен диагноз вплоть до 3-4 лет, тогда как исследования показывают, чем раньше будет начато лечение тем лучше. «Стапедиальный рефлекс может быть исследован даже в день рождения ребенка», заявляет R.Kulesza.

Интересно узнать не возникает ли у исследователей сомнений в том, что диагноз этим детям не был установлен по той простой причине, что у них на тот момент отсутствовало само заболевание? Некоторые родители детей с аутизмом, с которыми приходилось общаться, настаивают, что до определенного возраста их дети не подавали никаких признаков болезни. Поведение детей могло иметь свои особенности, не совсем осознаваемые родителями, но вполне укладывающееся в коридор нормы. При том, что некоторые мамы отмечали со своей стороны пережитый сильный стресс именно в те годы и отличались избыточной тревогой и громким голосом. Прим. пер.

Обнаруженные исследованием факты сопровождаются многочисленными разъяснениями во избежание неверного толкования. Ученые не подсчитывали в точности цифры чувствительности, поэтому до конца не ясно с какой достоверностью можно предсказать будет ли у ребенка аутизм (только на основании стапедиального рефлекса). Также они не рассматривали результаты рефлекса у детей с другими нарушениями.

Это новое исследование одно из многих, затрагивающих проблемы с чувствительностью, которые часто обнаруживаются у лиц с аутизмом. Некоторые дети с этим заболеванием сверхчувствительны к любому шуму, тогда как другие, например, имеют проблемы с точным дифференцированием звуков.

Если это будет подтверждено другими исследованиями, то определение стапедиального рефлекса может дать подсказку ученым в плане изучения путей и трактов, обрабатывающих слуховую чувствительность, отмечает T.Roberts, один из руководителей радиологических исследований в Детском Госпитале Филадельфии. «Возможно наиболее впечатляющей является идея о том, что изъяны в звуковой чувствительности есть важнейшая основа в развитии аутизма», говорит Roberts. Команда ученых под его руководством, используя магнитоэнцефалографию, обнаружила задержку на поздних стадиях обработки звука уже в подсетях коры больших полушарий.

Магнитоэнцефалография (MEG), редко используемое исследование, всего около 100 аппаратов в мире, активности коры. Темп нормальной речи 250 мсек на слог. Мозг ребенка способен локализовать и дифференцировать звуки, а в последующем выделять смысл фразы. Взрослый уже активно следует за мыслью собеседника, распознает подтекст, однако даже незначительная задержка обработки звука может затруднять вербальную коммуникацию. T.Roberts выявил в 2010 году, задержку от 10 до 50 мсек у детей, страдающих аутизмом, что может быть существенным препятствием общению.

Другие эксперты указывают, что подсети коры головного мозга, в которых осуществляется высшая обработка звука более значимы для развития аутизма, чем центры первичной обработки звука на уровне ствола мозга (ядра оливы). Исследования, проведенные десятилетие назад, не обнаружили никаких существенных проблем со звуковой или зрительной чувствительностью у лиц с аутизмом.  По меньшей мере известны два из них (1. Gravel, J. S., Dunn, M., Lee, W. W. & Ellis, M. A. Peripheral audition of children on the autistic spectrum. Ear Hear. 27, 299–312 (2006). 2. Tharpe, A. M. et al. Auditory characteristics of children with autism. Ear Hear. 27, 430–41 (2006).) не нашли различий в стапедиальном рефлексе у детей с аутизмом и детьми в контрольной группе. «Скорее всего это не просто механизм как такового нарушения физиологии слуха при аутизме», — говорит T.Ramsay, — «это способ, с помощью которого осуществляется механизм активного получения информации из окружающего мира».

Запись опубликована в рубрике Без рубрики. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *