Ученые обнаружили различия между мозгом девочек и мальчиков с аутизмом

Согласно новому исследованию, проведенному Медицинской школой Стэнфордского университета (Stanford University Medical Center), структура головного мозга у мальчиков и девочек с аутизмом отличается. Различия, выявленные путем анализа сотен сканирований мозга с использованием методов искусственного интеллекта, были уникальными для аутизма и не встречались у типично развивающихся мальчиков и девочек. Исследование было опубликовано в журнале The British Journal of Psychiatry.

Практическая значимость работы

По мнению ученых, исследование помогает объяснить, почему симптомы аутизма различаются у разных полов, и может проложить путь к лучшей диагностике у девочек.

Актуальность исследования

Аутизм — это расстройство развития с широким спектром тяжести. Дети с аутизмом испытывают дефицит общения, проявляют ограниченные интересы и демонстрируют повторяющееся поведение. Первоначальное описание аутизма, опубликованное в 1943 году Лео Каннером (Leo Kanner), было предвзятым по отношению к пациентам мужского пола. Это расстройство диагностируется в четыре раза чаще у мальчиков, и большинство исследований аутизма было сосредоточено на мужчинах.

«Когда состояние описывается предвзято, методы диагностики являются предвзятыми», — считает автор исследования Каустуб Супекар (Kaustubh Supekar), сотрудник кафедры психиатрии и поведенческих наук. «Это исследование предполагает, что нам нужно думать по-другому».

«Мы обнаружили значительные различия между головным мозгом мальчиков и девочек с аутизмом и получили индивидуальные прогнозы клинических симптомов у девочек», — заявил автор исследования Винод Менон (Vinod Menon). «Мы знаем, что маскировка симптомов является серьезной проблемой при диагностике аутизма у девочек, что приводит к задержкам в диагностике и лечении».

По словам исследователей, у девочек с аутизмом меньше явных повторяющихся форм поведения, чем у мальчиков, что может помешать диагностике.

«Знание того, что мужчины и женщины проявляют себя по-разному, как поведенчески, так и неврологически, очень убедительно», — заявил Лоуренс Фанг (Lawrence Fung).

Доктор отметил, что многие методы лечения аутизма лучше всего работают в дошкольном возрасте, когда развиваются двигательные и речевые центры мозга.

«Если лечение проведено в нужное время, это имеет большое значение: например, дети с аутизмом, получающие раннее речевое вмешательство, будут иметь больше шансов развить речь, как и все остальные, и им не придется продолжать играть в догонялки, когда они вырастут», — утверждает Фанг. «Если ребенок не может хорошо выражать свои мысли, он отстает во многих областях. Последствия действительно серьезны, если им не поставят диагноз на ранней стадии».

Материалы и методы исследования

В ходе исследования были проанализированы результаты функциональной магнитно-резонансной томографии головного мозга 773 детей с аутизмом — 637 мальчиков и 136 девочек. Собрать достаточно данных, чтобы включить в исследование значительное число девочек, было непросто, заявил Супекар, отметив, что небольшое число девочек, участвовавших в исследованиях аутизма, было препятствием для того, чтобы узнать о них больше. Исследовательская группа опиралась на данные, собранные в Стэнфорде, и на общедоступные базы данных, содержащие снимки мозга с исследовательских площадок по всему миру.

Преобладание мальчиков в базах данных сканирования мозга также создает математическую проблему: стандартные статистические методы, используемые для выявления различий между группами, требуют, чтобы группы были примерно равны по размеру. Эти методы, лежащие в основе методов машинного обучения, с помощью которых алгоритмы могут быть обучены поиску закономерностей в очень больших и сложных наборах данных, не могут соответствовать реальной ситуации, в которой одна группа в четыре раза больше другой.

«Когда я попытался определить различия [с помощью традиционных методов], алгоритм сказал бы мне, что каждый мозг — это мужчина с аутизмом», — уточняет Супекар. «Это было чрезмерное обучение и отсутствие различия между мужчинами и женщинами с аутизмом».

Супекар обсудил эту проблему с Тенгью Ма (Tengyu Ma), сотрудником кафедры компьютерных наук и статистики в Стэнфорде и соавтором исследования. Недавно Ма разработала метод, который позволял сравнивать сложные наборы данных, такие как сканирование мозга, из групп разного размера. Новая техника обеспечила прорыв, в котором нуждались ученые. 

«Нам повезло, что этот новый статистический подход был разработан в Стэнфорде», — заявил Супекар.

Используя 678 сканирований мозга детей с аутизмом, исследователи разработали алгоритм, который мог различать мальчиков и девочек с точностью 86%. Когда они проверили алгоритм на оставшихся 95 сканированиях мозга детей с аутизмом, он сохранил ту же точность при различении мальчиков и девочек.

Ученые также протестировали алгоритм на 976 сканированиях мозга типично развивающихся мальчиков и девочек. Алгоритм не смог провести различие между ними, подтвердив, что половые различия, обнаруженные учеными, были уникальными для аутизма.

Результаты научной работы

Среди детей с аутизмом у девочек были другие модели взаимодействия, чем у мальчиков, в нескольких мозговых центрах, включая двигательные, языковые и зрительно-пространственные системы внимания. Различия в группе моторных областей, включая первичную моторную кору, дополнительную моторную область, теменную и латеральную затылочную кору, а также среднюю и верхнюю височную извилины, были самыми большими между полами. Среди девочек с аутизмом различия в двигательных центрах были связаны с тяжестью их двигательных симптомов, что означает, что девочки, чьи мозговые структуры были наиболее похожи на мальчиков с аутизмом, как правило, имели наиболее выраженные двигательные симптомы.

Обсуждение исследования

Исследователи также определили речевые области, которые различались между мальчиками и девочками с аутизмом, и отметили, что предыдущие исследования выявили более серьезные языковые нарушения у мальчиков.

«Когда вы видите, что существуют различия в областях мозга, которые связаны с клиническими симптомами аутизма, это кажется более реальным», — заявил Супекар.

По словам исследователей, полученные результаты в совокупности следует использовать для руководства по улучшению диагностики и лечения девочек.

«Наше исследование продвигает использование методов, основанных на искусственном интеллекте, для точной психиатрии при аутизме», — заключает Менон. «Возможно, нам потребуется провести разные тесты для женщин по сравнению с мужчинами. Разработанные нами алгоритмы искусственного интеллекта могут улучшить диагностику аутизма у девочек».

На уровне лечения вмешательства для девочек можно было бы начать раньше, добавил он.

Авторы другого исследования утверждают, что лечение в раннем возрасте предотвращает развитие симптомов аутизма у мышей.

Перед применением советов и рекомендаций, изложенных на сайте «Medical Insider», обязательно проконсультируйтесь с врачом!

  telegram    

Редактор, автор статей.
Врач невролог в СЗЦДМ, г. Санкт-Петербург

E-mail для связи - [email protected]