poniedziałek, 21 listopada 2011

Rozpoznawanie twarzy w autyzmie - wybrany fragment artykułu

Autyzm należy do zaburzeń ze spektrum autyzmu (ASD – autism spectrum disorders), podobnie jak syndrom Aspergera i PDD NOS (całościowe zaburzenie rozwoju nie zdiagnozowane inaczej). Syndrom Aspergera cechuje podobne jak w autyzmie zaburzenie społecznej interakcji, ale bez niedorozwoju komunikacji i języka.
Istnieje bardzo duża rozbieżność w objawach między osobami chorymi na autyzm. Na przykład wiele osób z autyzmem jest umysłowo opóźnionych i nie mówi, ale jest też wielu z przeciętną lub nawet ponadprzeciętną inteligencją. Ponieważ ze wszystkimi podtypami ASD związane są deficyty społeczne, dobrym sposobem na wyjaśnienie podstaw neuronalnych tych zaburzeń jest badanie właśnie tego aspektu.
Językowi u dzieci z autyzmem często brakuje intencjonalności – chęci dzielenia swoich myśli z innymi. Zgodnie z jedną z teorii, normalnie dziecięcy język (w szczególności, nauka słów) rozwija się dzięki zdolności do rozumienia stanów umysłów innych ludzi. Zgodnie z tym modelem, u dzieci z autyzmem niezdolność rozumienia cudzych stanów umysłu prowadzi do opóźnień w rozwoju języka.
Badania nad wspólną uwagą (jest to np. wskazywanie przez dziecko obiektu zainteresowania lub kierowanie wzroku na to, co wskazuje inna osoba) oraz rozwojem języka w autyzmie pokazują, że osłabienia tych umiejętności są w ścisłym związku. Zaburzenia we wspólnej uwadze wykluczają normalny i o czasie rozwój języka. Stopień synchronizacji uwagi matki i dziecka może przewidzieć rozwój języka do 16 roku życia. O silnym związku między zachowaniami niewerbalnymi, a nauką mowy świadczy także fakt, że leczenie skierowane na poprawę niewerbalnej komunikacji, może zwiększyć również umiejętności werbalne.
U typowo rozwijających się dzieci i niemowląt, zachowania skierowane na ludzi wpływają na inne formy rozwoju poznawczego. W autyzmie podstawowym czynnikiem, który prowadzi do zaburzeń języka i ogólnego poznawczego rozwoju jest prawdopodobnie wrodzony brak zainteresowania ludźmi i niechęć do poznawania społecznej części świata.
Istnieje hipoteza, że deficyty społeczne mają bezpośredni wpływ na powstawanie powtarzalnych zachowań. Podczas gdy oznaki nieprawidłowości w interakcji z ludźmi są widoczne w ciągu pierwszych 6-12 miesiącach życia, powtarzalne zachowania powstają i intensyfikują się dopiero w wieku 2–4 lat. U zwierząt stereotypowe i samookaleczające zachowania mogą być powodowane przez długotrwały brak kontaktów społecznych. Zachowania takie są uważane za sposób na redukcję stresu powstałego w wyniku społecznej deprywacji. Być może więc brak interakcji społecznej doświadczany przez dziecko z autyzmem wywołuje stres, czego konsekwencją jest wystąpienie powtarzalnych zachowań. Mogą być one częścią reakcji kompensacyjnej lub mechanizmu radzenia sobie, który później może stać się niezależnym zachowaniem, podtrzymywanym przez wiele innych czynników.
Kluczowym pytaniem w badaniach neurobiologicznych jest to, czy objawy są wynikiem zaburzeń w kilku niezależnych systemach, czy też początkowe zaburzenie w jednym lub dwóch daje początek kolejnym zaburzeniom. Jest możliwe, że wrodzone nieprawidłowości występujące w jednym obszarze mózgu, w wyniku procesów rozwoju negatywnie wpływają na inne systemy neuronalne oraz na doświadczenia dziecka i w ten sposób powstają szersze zaburzenia.
Badania wskazują, że problemy z rozpoznawaniem twarzy i ich ekspresji mogą być skutkiem wrodzonych nieprawidłowości w ciele migdałowatym. Co więcej, badania sugerują, że te same obszary kory mózgowej, które odpowiadają za rozpoznawanie twarzy, odpowiadają również za wiedzę o ludziach. Tak więc, zaburzenia w spostrzeganiu twarzy, wynikające z zaburzeń rozwoju ciała migdałowatego, wpływają nie tylko na spostrzeganie ludzi, ale też na cały system wiedzy społecznej. Ma to wpływ na obszary umiejętności społecznych, które są zaburzone u autystów.
Percepcja twarzy
Osoby z ASD mają słabe umiejętności w rozpoznawaniu twarzy. Rozpoznawanie twarzy jest integralną częścią kontaktów interpersonalnych i efektywnego funkcjonowania w grupach. Zdolność do szybkiego rozróżniania przyjaciół, potencjalnych kolegów, obcych, wrogów itp. jest niezbędna. Typowe dzieci i dorośli rozwinęli umiejętność rozróżniania twarzy z nadzwyczajną dokładnością. Pomimo że twarze wydają się znacznie różnić między sobą, cechy twarzy i ich umiejscowienie są właściwie bardzo podobne w porównaniu do innych obiektów, dlatego nasze umiejętności w odróżnianiu twarzy są niebywałe. Kiedy widzimy znajomą twarz, rozpoznajemy ją automatycznie i bez świadomego wysiłku. Biorąc pod uwagę, że wszystkie twarze mają podobne cechy (oczy, nos, usta) i ich konfiguracje (oczy są nad nosem, który jest nad ustami), ten wydawać by się mogło prosty akt codziennego rozpoznawania twarzy, okazuje się wielkim wyczynem spostrzegania wzrokowego; rzadko musimy tak dokładnie różnicować inne obiekty.
Nasza zdolność do rozpoznawania twarzy szybko i dokładnie poprowadziła wielu badaczy do stwierdzenia, że właściwie każdy dorosły jest ekspertem w rozpoznawaniu twarzy. Rozpoznawanie obiektów na poziomie eksperta oznacza umiejętność dostrzeżenia nawet małej zmiany w relacji przestrzennej głównych cech danego obiektu. Eksperci, w przeciwieństwie do nowicjuszy, spostrzegają obiekty całościowo. Klasycznym doświadczeniem pokazującym taką całościową percepcję jest obracanie obrazków twarzy o 180 stopni. Odwrócone twarze są dużo trudniejsze do prawidłowego rozpoznania niż ustawione normalnie. Inwersja wydaje się przeszkadzać w percepcji, ponieważ zmienia relacje między częściami twarzy (np. względną pozycję oczu, nosa i ust), co w rezultacie wpływa na normalne całościowe przetwarzanie twarzy. Odwrócenie innych obiektów, o których obserwator nie ma specjalnej percepcyjnej wiedzy, np. domów, ma mniejszy wpływ na rozpoznawanie, ponieważ jesteśmy mniej wrażliwi na konfiguracje cech takiej klasy obiektów. Te różnice w „efekcie odwrócenia” pokazują, że spostrzeganie zwykłych obiektów (czy też spostrzeganie obiektów przez nowicjuszy) jest bardziej przetwarzaniem na poziomie cech niż przetwarzaniem całościowym. Badania, podczas których uczono rozpoznawania różnych obiektów pokazują, że najważniejsze zmiany w procesie przetwarzania obejmują właśnie przejście z przetwarzania części do przetwarzania całości. Co więcej, eksperci w rozpoznawaniu nie-twarzy, np. ptaków, samochodów, również ulegają dużemu efektowi odwrócenia. Tak więc całościowe przetwarzanie, które cechuje rozpoznawanie twarzy przez każdego, cechuje również ekspertów w rozpoznawaniu nie-twarzy.
Podczas gdy większość ludzi kwalifikuje się jako ekspertów w rozpoznawaniu twarzy, osoby z ASD mają czasami zaburzenia w rozpoznawaniu. Rozpoznawanie twarzy można podzielić na dwa typy – rozpoznawanie tożsamości jednostki dzięki strukturalnym cechom twarzy oraz rozpoznawanie wewnętrznych stanów osoby, jej emocji dzięki kształtowi indywidualnych cech i zmianom ich względnej odległości podczas ekspresji twarzy. Najważniejsze w deficytach społecznych w autyzmie wydają się deficyty w odczytywaniu ekspresji twarzy, ale obecnie lepiej zrozumiane są deficyty w rozpoznawaniu tożsamości, zwłaszcza w odniesieniu do funkcjonalnej neuroanatomii autyzmu.
W dotychczasowym (do 2005 r.) największym badaniu umiejętności rozpoznawania twarzy w ASD, zbadano 102 małe dzieci z autyzmem, PDD NOS i innymi zaburzeniami (np. zaburzeniami mowy). Wykazano wyraźne deficyty w rozpoznawaniu twarzy u osób z ASD w porównaniu do innych grup. Co ważne, nie było żadnych różnic między grupami w dwóch zadaniach kontrolnych na spostrzeganie wzrokowe, co wskazuje na to, że deficyty były specyficzne dla twarzy i nie obejmowały innych obiektów. To selektywne zaburzenie zostało zauważone też w wielu innych badaniach. Jedną z interpretacji jest to, że osoby z ASD nie rozwinęły zdolności rozpoznawania twarzy z powodu braku zainteresowania twarzami podczas rozwoju. Być może dla osób ze spektrum autyzmu twarze są mniej emocjonalnie stymulujące i z tego powodu nie wzbudzają takiego zainteresowania i uwagi jak u typowych osób. Dla typowych dzieci patrzenie na twarze musi być w jakiś sposób nagradzające.
Dopiero co narodzone dzieci, już 36-godzinne preferują oglądanie twarzopodobnych modeli niż innych. Dzieci wydają się mieć wrodzoną chęć do kumulowania doświadczeń związanych z twarzami. Co jest nadal niejasne to to, czy ta chęć jest napędzana tylko na percepcyjnym poziomie, czy też bardziej wpływowym czynnikiem są społeczne nagrody, jakie wynikają z interakcji z innymi. Dokładna obserwacja okresu niemowlęctwa dzieci, które później zostały zdiagnozowane jako ASD (np. oglądanie nagrań domowych) pokazuje, że dzieci takie już w niemowlęctwie wykazywały mniejsze zainteresowanie twarzami. Brak zainteresowania twarzami jest widoczny w pierwszych 6 miesiącach życia i jest jednym z najlepszych predyktorów późniejszej diagnozy. Używając domowych nagrań z pierwszych urodzin, dokonano analizy zachowań 11 dzieci, które później zostały zdiagnozowane jako autystyczne i 11 zdrowych dzieci. Dzieci z autyzmem wykazywały znacznie mniejsze zainteresowanie twarzami, rzadziej wskazywały obiekty innym osobom i rzadziej reagowały na swoje imię. Jest więc widoczne, że u osób, które później diagnozowane są jako autystyczne istnieje wczesny brak zainteresowania twarzami, który zwiększa ryzyko, że osoba taka nie wykształci umiejętności rozpoznawania twarzy na poziomie eksperta.
Osoby z ASD są w badaniach nad rozpoznawaniem twarzy nie tylko mniej szybkie i dokładne, ale wydają się też za bardzo polegać na poziomie cech. Osoby z ASD wykazują też mniejszy efekt odwrócenia. Podczas gdy typowo rozwijające się dzieci używały strategii całościowej, dzieci z ASD w tym samym wieku, nie. Inne badania pokazały również, że normalne osoby kierują uwagę na oczy w poszukiwaniu informacji o stanach umysłu innych, a osoby z ASD mają trudności w odczytywaniu informacji z oczu.
W pewnych badaniach wykorzystano technologię śledzenia wzroku w podczerwieni, aby zmierzyć ścieżki wzroku i procent czasu spędzony na skupianiu wzroku na określonym miejscu u 15 chorych na ASD i 15 zdrowych osobach, w podobnym wieku i o podobnym IQ. Badani oglądali krótki film, w którym było wiele ujęć twarzy i interakcji między bohaterami. Osoby z ASD bardziej niż typowi widzowie skupiali się na jednej cesze twarzy – ustach – i mniej na reszcie twarzy, zwłaszcza oczach. Rozkład procentu czasu spędzonego na oglądaniu regionu oczu u dwóch grup różnił się na tyle, że za pomocą tej jednej zmiennej można zaklasyfikować uczestników do tych dwóch grup ze 100% pewnością. To percepcyjne skupienie na jednej cesze jest spójne z brakiem umiejętności całościowego przetwarzania twarzy.
Preferencja u osób z ASD do poziomu cech rozszerza się poza ich interakcje z twarzami. Często zwracają one uwagę na szczegółowe cechy środowiska, które są omijane przez innych. Jednocześnie z brakiem zainteresowania ludźmi, osoby z ASD są często zaabsorbowane nieożywionymi obiektami lub ich częściami (tj. krawędziami obiektów, kółkami zabawek, punkcikami na podłodze). Ta preferencja do detali została potwierdzona wieloma badaniami; osoby z ASD lepiej radzą sobie z zadaniami, które wymagają przetwarzania szczegółowych cech, niż globalnego spojrzenia.
To skierowanie na cechy może powodować preferencję do informacji o „wysokiej częstotliwości przestrzennej”. Każdy obiekt może być opisany w terminach różnej częstotliwości przestrzennej. Wysoka przestrzenna częstotliwość (HSF – high spatial frequency), tj. ostre zmiany w jasności (krawędzie) są szczególnie ważne przy identyfikacji obiektu. Natomiast obiekty LSF (o niskiej częstotliwości przestrzennej) zawierają informację o przestrzennym rozmieszczeniu cech.
Badania behawioralne pokazują, że rozpoznawanie twarzy u typowych osób jest wynikiem wykorzystywania bardziej informacji LSF niż HSF. W pewnym badaniu, w którym uczestniczyło 11 dzieci z autyzmem lub syndromem Aspergera oraz dwie grupy normalnie rozwijających się dzieci, znaleziono różnice między grupami w wykonaniu zadania opartym na informacjach o różnej przestrzennej częstotliwości. Dzieci ze spektrum autyzmu lepiej radziły sobie z twarzami o wysokiej częstotliwości przestrzennej niż niskiej, a zdrowe odwrotnie. Preferencja twarzy, a przede wszystkim informacji LSF, co jest widoczne u niemowląt, sugeruje, że zaburzenia w autyzmie mają swoje korzenie w uszkodzeniach we wczesnym procesie rozwoju.
Zakręt wrzecionowaty
Dziesiątki badań pokazało, że jest miejsce w korze mózgu, w płatach skroniowych, w środkowej części zakrętu wrzecionowatego, które jest bardziej silnie aktywowane podczas percepcji twarzy, niż podczas oglądania jakiegokolwiek innego bodźca wzrokowego. Obszar ten jest znany jako FFA (fusiform face area). Uszkodzenie tego obszaru powoduje prozopagnozję – niezdolność rozpoznawania twarzy. Aktywacja jest zawsze większa w obszarze FFA w prawej półkuli.
FFA jest zaangażowane również w rozpoznawanie ekspresji twarzy, ale uszkodzenie tego obszaru nie powoduje niezdolności do odczytywanie emocji z twarzy. Zaangażowanie FFA wydaje się być automatyczne podczas prezentowania każdej twarzy, zarówno neutralnej jak i ekspresyjnej.
Wykazano też, że aktywacji FFA jest większa u każdych ekspertów, np. eksperci w rozpoznawaniu samochodów wykazują większą aktywację FFA podczas rozpoznawania samochodów, niż np. ptaków, a eksperci w rozpoznawaniu ptaków mają bardziej aktywny obszar FFA podczas rozpoznawania ptaków, niż innych obiektów.
Wiele badań wykazało, że osoby ze spektrum autyzmu cechuje zmniejszona aktywacja obszaru FFA podczas rozpoznawania twarzy. Jednocześnie jego aktywacja u tych osób podczas rozpoznawania innych obiektów, jest normalna.
W 2005 roku zbadano 11-letniego chłopca z autyzmem, który był ekspertem w rozpoznawaniu Digimonów – postaci z japońskiej kreskówki. Porównano go do innego chłopca z autyzmem oraz zdrowego chłopca. Obaj chłopcy z autyzmem mieli zmniejszoną aktywację FFA podczas rozpoznawania twarzy, ale aktywacja tego obszaru u „eksperta Digimonowego” była zwiększona podczas rozpoznawania Digimonów, co potwierdza tezę, że FFA bierze udział w rozpoznawaniu obiektów na poziomie eksperta. Stopień aktywacji FFA podczas rozpoznawania twarzy koreluje ze stopniem zaburzeń społecznych, tzn. im większe zaburzenia społeczne, tym mniejsza aktywacja FFA.
Istnieje także wiele danych mówiących, że osoby z ASD mają ogólnie większy mózg niż typowe osoby. Jednym z wielu powiększonych obszarów jest właśnie zakręt wrzecionowaty.
Ciało migdałowate
Ciału migdałowatemu często przypisuje się najważniejszą rolę w postrzeganiu społecznym i społecznym poznaniu. Podczas gdy FFA pełni rolę w spostrzeganiu tożsamości, ciało migdałowate bierze udział we wczesnej fazie przetwarzania ekspresji twarzy. Jest strukturą, która szybko reaguje na emocjonalne bodźce i sygnalizuje je innych obszarom mózgu. Pełni kluczową rolę w pobudzeniu emocjonalnym nadając znaczenie bodźcom w środowisku oraz bierze udział w emocjonalnym uczeniu się. Jest zaangażowane podczas oceniania osobowości na podstawie zdjęć twarzy lub ich części.
Ciało migdałowate jest zdolne do przesyłania informacji do kory mózgowej. Cechami komunikacji z ludźmi są jej szybkie tempo, duża ilość niuansów i wymóg szybkiego integrowania informacji. Ciało migdałowate ma gęste wzajemne połączenia z brzuszną drogą przetwarzania informacji wzrokowych i tą ścieżką może być zdolne do wzmacniania przetwarzania w korowych obszarach percepcyjnych, m.in. w FFA.
Ciało migdałowate ma silny bezpośredni wpływ na FFA, co sugeruje, że zmniejszona aktywacja FFA w autyzmie może być wytłumaczona po części ciałem migdałowatym. Świadczy o tym fakt, że osoby z uszkodzeniem ciała migdałowatego nie wykazują wzrostu aktywności FFA pod wpływem obserwowania twarzy oraz to, że u osób z autyzmem nie tylko FFA wykazuje hipoaktywację podczas prezentowania twarzy, ale też ciało migdałowate.
Preferencja twarzy u noworodków i niemowląt jest wynikiem działania podkorowego systemu wzrokowego, który przesyła informacje od siatkówki do wzgórka górnego blaszki czworaczej (w śródmózgowiu), stamtąd do jąder poduszki we wzgórzu i potem do ciała migdałowatego. Zaraz po urodzeniu kora wzrokowa jest funkcjonalnie niedojrzała i z tego powodu prawdopodobnie niezdolna do tworzenia tak silnej preferencji twarzy. Dlatego też to podkorowy system wzrokowy prawdopodobnie jest odpowiedzialny za preferencje twarzy u noworodków i za jej brak u autystów. Zaburzenia w tym systemie mogą być czynnikiem, który powoduje kaskadę problemów w dalszym społecznym rozwoju. Badanie pokazało też, że system podkorowy jest preferencyjnie ukierunkowany na informacje LSF, co jest zgodne z badaniami nad informacjami o niskiej i wysokiej częstotliwości przestrzennej w spektrum autyzmu.
Rola zakrętu wrzecionowatego w społecznym poznaniu
Dane dotychczas zaprezentowane mocno wskazują na rolę FFA i ciała migdałowatego w problemach społecznych, zwłaszcza percepcji twarzy. Badania mózgu za pomocą fMRI (funkcjonalny rezonans magnetyczny) wskazują jednak na to, że zaburzenia w tych obszarach są tylko częścią mechanizmów, które powodują społeczne trudności w autyzmie. Możliwe, że to autyzm powoduje zmniejszoną aktywację FFA. Ci, którzy urodzą się z prekursorami autyzmu (tj. dysfunkcją ciała migdałowatego) nie wykazują zainteresowania twarzami, co powoduje zbyt małe doświadczenie z nimi i uniemożliwia zostanie ekspertem w ich rozpoznawaniu. Potem, w późnym dzieciństwie lub okresie dojrzewania, kiedy są zabrani na badania fMRI i zmuszeni do patrzenia na twarze, rezonans ich mózgu rejestruje fakt, że po pierwsze nie wykazują zainteresowania twarzami, a po drugie nie mają wysoko rozwiniętych umiejętności ich rozpoznawania. Być może więc hipoaktywacja FFA jest skutkiem autyzmu, a nie przyczyną.
Tezę o zaangażowaniu FFA w mechanizmy powodujące objawy autyzmu popierają dane, które wskazują na rolę tego obszaru w „społecznej wiedzy”.
Ważne przesłanki silnego związku między wiedzą percepcyjną i deklaratywną (czyli wiedzą w potocznym rozumieniu) można znaleźć w literaturze na temat uszkodzeń różnych obszarów mózgu. Uszkodzenia brzusznych obszarów płatów skroniowo-potylicznych powodują różnorodne zaburzenia w rozpoznawaniu twarzy (prozopagnozję) i rozpoznawaniu obiektów. Od zaburzeń na niskim poziomie, jak niezdolność do odnalezienia nawet podstawowych cech twarzy (agnozja apercepcyjna), do innych ekstremów, kiedy percepcyjne przetwarzanie jest nietknięte, ale pacjent nie potrafi przypisać znaczenia obiektowi – przypomnieć sobie jego nazwy i funkcji (agnozja asocjacyjna). Agnozja asocjacyjna przypomina autyzm – poleganie na szczegółach zamiast na całości. Wzrokowa percepcja to niższe stadium niż stadium, w którym spostrzeżone elementy są łączone z przechowywaną wiedzą. Osoby z asocjacyjną agnozją mają problem z łączeniem spostrzeżonych obiektów ze wcześniejszą wiedzą, z nazywaniem obiektów i ich funkcji, co sugeruje utratę semantycznej wiedzy na temat obiektu.
Istnieje hipoteza, że autyzm jest naturalnie powstającą „asocjacyjną prozopagnozją” – osoby z autyzmem skupiają się na informacjach HSF, zamiast na całości oraz mają zaburzenia w czerpaniu „wiedzy społecznej” z doświadczeń twarzą w twarz. Pociąga to za sobą trudności w łączeniu informacji o tożsamości z widzianą twarzą oraz trudności w wyciąganiu wniosków na temat stanów umysłu na podstawie ekspresji twarzy.

żródło: http://neuroskoki.info/

Agresja u dzieci jak interpretować.

Zachowania nazywane agresywnymi – m.in. bicie, gryzienie, wywoływanie konfliktów, wyśmiewanie, przezywanie, obmawianie siebie nawzajem, któr...