Простіший метод діагностики аутизму у немовлят
У дослідженні, що зароджується, оцінюється використання тесту неінвазивної електроенцефалограми (ЕЕГ) для оцінки ризику аутизму у немовляти. Це може призвести до більш простого методу діагностики аутизму у немовлят.
Потім методологія тесту поєднує результати ЕЕГ з алгоритмами машинного навчання, за словами дослідників Вільяма Босла, доктора філософії Чарльза Нельсона та його колег.
У пілотному дослідженні в дитячій лікарні Бостона їх система мала 80-процентну точність у розрізненні 9-місячних немовлят, про яких відомо, що мають високий ризик аутизму, від осіб того ж віку.
Хоча ця робота опублікована в Інтернет-журналі з відкритим доступом BMC Medicine, вимагає перевірки та уточнення, він пропонує безпечний, практичний спосіб виявлення немовлят з високим ризиком розвитку аутизму шляхом виявлення дуже ранніх відмінностей в організації та функції мозку.
Це дозволило б батькам починати поведінкові втручання за один-два роки до того, як аутизм можна буде діагностувати за допомогою традиційного поведінкового тестування.
"Електрична активність, яку виробляє мозок, має набагато більше інформації, ніж ми уявляли", - сказав Босл, дослідник нейроінформатики з Інформатичної програми дитячої лікарні. "Комп’ютерні алгоритми можуть виділяти візерунки в тих криволінійних лініях, які око не бачить".
Босл та його колеги зафіксували сигнали ЕЕГ у спокої від 79 немовлят віком від 6 до 24 місяців, які брали участь у великому дослідженні, спрямованому на пошук дуже ранніх маркерів ризику аутизму.
Сорок шість немовлят мали старшого брата або сестру з підтвердженим діагнозом розладу аутистичного спектру (РАС); решта 33 не мали сімейної історії РАС.
Коли немовлята спостерігали за тим, як асистент досліджує бульбашки, записи робили за допомогою ковпачка, схожого на сітку, на шкіру голови, обсипаного 64 електродами. По можливості тести повторювали у віці 6, 9, 12, 18 та 24 місяців.
Потім Босл взяв показання мозкової хвилі ЕЕГ для кожного електрода і обчислив їх модифіковану багатомасштабну ентропію (mMSE) - міру, запозичену з теорії хаосу, яка кількісно визначає ступінь випадковості в сигналі, з якого можна зробити висновок про характеристики того, що виробляє сигнал .
У цьому випадку закономірності електричної активності мозку дають опосередковану інформацію про те, як мозок пов’язаний: щільність нейронів у кожній частині мозку, як організовані зв’язки між ними, а також баланс коротких та далеких зв’язків.
Дослідники вивчали ентропію кожного ЕЕГ-каналу, який, як вважають, містить інформацію про щільність нейронних зв'язків в області мозку поблизу цього електрода.
"Багато неврологів вважають, що аутизм відображає" синдром відключення ", завдяки якому розподілена популяція нейронів не може ефективно спілкуватися між собою", - сказав Нельсон.
"Ця стаття підтверджує цю гіпотезу, пропонуючи, що мозок немовлят з високим ризиком розвитку аутизму демонструє різні моделі нейронної зв'язності, хоча зв'язок між ентропією і щільністю нервових альтанок ще слід вивчити". (Нейронні альтанки - це проекції нейронів, які утворюють синапси або зв’язки з іншими нейронами.)
У середньому найбільша різниця спостерігалася у віці 9 місяців. Дослідники відзначають, що у 9 місяців у немовлят відбуваються важливі зміни у роботі мозку, які є критично важливими для появи соціальних та комунікативних навичок вищого рівня - навичок, які часто порушуються при РАС.
З причин, які все ще потрібно вивчити, була гендерна різниця: Точність класифікації була найбільшою для дівчат у 6 місяців та залишалася високою для хлопчиків у 12 та 18 місяців.
У цілому, однак, різниця між групою високого ризику та контролем була меншою, коли немовлят проходили тестування від 12 до 24 місяців.
Автори припускають, що група високого ризику може мати генетичну вразливість до аутизму, на яку можуть впливати, а іноді і пом'якшувати фактори навколишнього середовища.
Босл сподівається з часом прослідкувати за групою високого ризику та порівняти закономірності ЕЕГ у тих, хто отримав фактичний діагноз РАС і у яких, здається, нормальний розвиток - а потім порівняти обидві групи з контролем.
"Маючи достатньо даних, я хотів би простежити всю траєкторію руху кожної дитини від 6 до 24 місяців", - сказав Босл. "Тенденція з часом може бути важливішою, ніж цінність у будь-якому конкретному віці".
Хоча тестування ЕЕГ на ризик аутизму може здатися недоцільним у широкому масштабі, воно є недорогим, безпечним, не вимагає седації (на відміну від магнітно-резонансної томографії або МРТ), для виконання потрібно лише хвилини, і його можна зробити в кабінеті лікаря.
Уже є дані, що свідчать про різницю в моделях ЕЕГ для шизофренії, великої депресії та ПТСР, сказав Босл. Він також почав збирати дані старших дітей у віці від 6 до 17 років, і врешті-решт сподівається мати достатньо обстежених, щоб мати можливість порівняти моделі ЕЕГ для різних типів РАС.
Джерело: Дитяча лікарня Бостона
