یک مطالعه مهم جدید تفاوت‌های کلیدی را در نحوه پاسخ مغز کودکان اوتیستیک به چهره‌های انسانی آشکار کرد. این پژوهش که در مجله Nature Mental Health منتشر شده است، یکی از گسترده‌ترین تحقیقات تاکنون درباره عملکرد ادراک چهره در اوتیسم محسوب می‌شود.
برخی از افراد اوتیستیک تمایل دارند کمتر به چهره‌ها نگاه کنند یا تماس چشمی کمتری برقرار نمایند. آن‌ها ممکن است در مقایسه با افراد عصبی‌نرمال (neurotypical)، در به خاطر سپردن چهره‌ها یا تفسیر حالات صورت نیز دچار دشواری بیشتری باشند. دانشمندان دهه‌هاست که فعالیت مغزی پشت این تفاوت‌ها را مورد بررسی قرار داده‌اند. برای مثال، در اوایل دهه ۲۰۰۰ میلادی، پژوهشگران دانشگاه ییل گزارش دادند که مناطق مغزی مسئول پردازش چهره در افراد اوتیستیک، فعالیت کمتری نسبت به افراد بدون اوتیسم نشان می‌دهند.
جیمز مک‌پارتلند (James McPartland)، دکترای علوم اعصاب، استاد هریس در مرکز مطالعات کودک و مدیر مرکز سلامت مغز و ذهن، نحوه پردازش چهره توسط افراد اوتیستیک را با استفاده از نوار مغز (EEG) مطالعه می‌کند؛ تکنیکی که فعالیت الکتریکی مغز را ثبت می‌کند. با این حال، مطالعات قبلی EEG معمولاً سیگنال‌های محدود به مناطق خاصی را بررسی می‌کردند و نه فعالیت در سراسر پوست سر را تحلیل نمی‌نمودند.
برای کسب تصویری کامل‌تر، مک‌پارتلند و همکارانش مطالعه‌ای را شامل حدود ۴۰۰ کودک اوتیستیک انجام دادند و سیگنال‌های الکتریکی ثبت‌شده در سراسر پوست سر را بررسی کردند. آن‌ها دریافتند که فعالیت مغزی مرتبط با تشخیص چهره در شرکت‌کنندگان اوتیستیک، تمایز کمتری داشت. آن‌ها همچنین یک تفاوت چشمگیر در رشد مشاهده کردند: در کودکان عصبی‌نرمال، پاسخ مغز به چهره‌ها با افزایش سن تخصصی‌تر می‌شد، اما کودکان اوتیستیک همین الگو را نشان ندادند.
«این اولین بار است که ما از حجم کامل اطلاعات بسیار غنی ارائه‌شده توسط یک ضبط EEG برای درک ادراک چهره و اوتیسم بهره‌برداری می‌کنیم»، مک‌پارتلند اظهار داشت.
دانشمندان چگونه تفاوت‌هایی را در فعالیت مغزی افراد اوتیستیک کشف کردند
مک‌پارتلند رویکردهای سنتی مطالعه تشخیص چهره را با تلاش برای درک ترافیک در سراسر یک شهر تنها با نظارت بر یک خیابان مرکزی مقایسه می‌کند.
«تاکنون بیشتر پژوهش‌ها در زمینه پردازش چهره به همین شکل عمل کرده‌اند»، مک‌پارتلند گفت.
رویکرد جدید دیدگاهی بسیار گسترده‌تر فراهم می‌کند، مشابه مشاهده ترافیک در سراسر یک شهر با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای. برای بررسی این الگوها، پژوهشگران اطلاعات جمع‌آوری‌شده از طریق کنسرسیوم بیومارکرهای اوتیسم برای کارآزمایی‌های بالینی (ABC-CT) را تحلیل کردند. این مجموعه داده شامل کودکان اوتیستیک و عصبی‌نرمال در گروه‌های سنی مختلف بود.
در طول آزمایش‌ها، شرکت‌کنندگان به تصاویری از چهره‌ها و اشیاء روزمره نگاه می‌کردند، در حالی که تجهیزات EEG فعالیت مغزی آن‌ها را ثبت می‌کردند. دانشمندان به جای تمرکز بر تعداد کمی از مکان‌های ثبت، سیگنال‌های الکتریکی را از تمام ۱۲۸ الکترود قرار گرفته حول پوست سر هر شرکت‌کننده بررسی کردند.
سپس آن‌ها از تکنیک‌های یادگیری ماشین استفاده کردند تا مشخص کنند آیا الگوهای موجود در ضبط‌ها می‌توانند نشان دهند که هر کودک چه چیزی را تماشا می‌کند یا خیر.
نتایج نشان داد که فعالیت مغزی در کودکان عصبی‌نرمال، شاخص روشن‌تری از تماشا کردن چهره ارائه می‌دهد تا در کودکان اوتیستیک. به عبارت دیگر، سیگنال‌های الکتریکی مرتبط با دیدن چهره‌ها در گروه اوتیستیک، تمایز کمتری داشتند.
«فعالیت عصبی که ما در سطح پوست سر اندازه‌گیری می‌کنیم، در کودکان اوتیستیک به همان میزان متمایز نیست»، جیسون گریفین (Jason Griffin)، نویسنده اول مقاله و دکترای روان‌شناسی، استادیار روان‌شناسی در دانشگاه هیوستون، گفت. گریفین پیش‌تر به عنوان پژوهشگر پسادکتری در آزمایشگاه مک‌پارتلند فعالیت می‌کرد.
پژوهشگران همچنین دریافتند که توانایی شناسایی آنچه کودک تماشا می‌کند از طریق فعالیت مغزی، در شرکت‌کنندگان عصبی‌نرمال با افزایش سن بهبود می‌یابد. این بهبود وابسته به سن در کودکان اوتیستیک مشاهده نشد؛ این امر نشان می‌دهد که پاسخ‌های عصبی آن‌ها به چهره‌ها طبق الگوی متفاوتی رشد می‌کند.
«پردازش اختصاصی چهره در آن‌ها مسیری مشابه را طی نمی‌کند»، گریفین گفت.
تفاوت‌های تشخیص چهره ممکن است زودتر از آنچه قبلاً تصور می‌شد، آغاز شوند
فراتر از شناسایی تفاوت‌ها در فعالیت مغزی، این مطالعه بینش جدیدی درباره زمان ظهور این تفاوت‌ها در حین ادراک چهره ارائه می‌دهد.
شناخت یک فرد شامل چندین مرحله پردازش عصبی است. این فرآیند زمانی آغاز می‌شود که اطلاعات بینایی وارد چشم‌ها می‌شود و ادامه می‌یابد تا اینکه مغز آن اطلاعات را تفسیر کرده و چهره‌ای را تشخیص دهد.
بخش زیادی از پژوهش‌های قبلی درباره اوتیسم و ادراک چهره بر سیگنال مغزی به نام N170 متمرکز بوده است. این تغییر قابل اندازه‌گیری در فعالیت الکتریکی معمولاً حدود ۱۷۰ میلی‌ثانیه پس از دیدن چهره توسط فرد رخ می‌دهد. مطالعات قبلی نشان داده‌اند که پاسخ N170 در افراد اوتیستیک معمولاً دیرتر اتفاق می‌افتد.
با تحلیل فعالیت مغزی در بازه زمانی گسترده‌تر، پژوهشگران شواهدی یافتند که تفاوت‌ها در پردازش چهره پیش از ظاهر شدن این سیگنال آشنا آغاز می‌شوند. این امر نشان می‌دهد که تفاوت‌های مرتبط با اوتیسم ممکن است در مراحل اولیه‌تر پردازش بینایی نسبت به آنچه پژوهشگران قبلاً تعیین کرده بودند، پدیدار شوند.
«اما وقتی پردازش چهره را از طریق رویکردی که طیف زمانی کامل‌تری از اطلاعات را در بر می‌گیرد، بررسی می‌کنیم، می‌بینیم که تفاوت‌ها در اوتیسم حتی زودتر رخ می‌دهند»، مک‌پارتلند گفت.
این کشف چه معنایی برای تشخیص اوتیسم و حمایت زودهنگام می‌تواند داشته باشد
این یافته‌ها می‌توانند در نهایت بر نحوه رویکرد پژوهشگران به تشخیص اوتیسم و توسعه مداخلات حمایتی تأثیر بگذارند.
به طور تاریخی، برخی پزشکان تلاش کردند مشکلات مربوط به ادراک چهره را با الزام افراد اوتیستیک به حفظ تماس چشمی حل کنند. پژوهش‌ها از آن زمان نشان داده‌اند که تحمیل تماس چشمی راه‌حل مؤثری نیست. درک بهتر نحوه رشد پردازش چهره در مغز می‌تواند به شناسایی رویکردهای مفیدتر و مناسب‌تر کمک کند.
یکی از چالش‌های مداوم در پژوهش‌های اوتیسم، تفکیک تفاوت‌های عصبی مرتبط با خودِ اوتیسم از تغییراتی است که ممکن است از طریق تجربه زندگی با این شرایط ایجاد شوند. به گفته پژوهشگران، الگوهای شناسایی‌شده در این مطالعه نشان می‌دهند که تفاوت‌ها در پردازش چهره به ویژگی‌های بنیادین رشدی اوتیسم مرتبط هستند، نه صرفاً بازتاب تجربیات انباشته‌شده زندگی.
«وقتی در افراد غیراوتیستیک شاهد صیقل خوردن و تخصصی شدن انتظار رفته‌ایم هستیم، در افراد اوتیستیک تغییر رشدی کاهش‌یافته‌ای را می‌بینیم»، مک‌پارتلند توضیح داد.
از آنجا که این تفاوت‌ها در دوران رشد ظاهر می‌شوند، یافته‌ها این احتمال را مطرح می‌کنند که حمایت‌هایی با هدف کمک به کودکان اوتیستیک برای تفسیر هیجان‌های چهره‌ای، اگر در سنین پایین‌تر کودکی ارائه شوند، ممکن است به ویژه مفید باشند.
با این حال، پژوهشگران تأکید می‌کنند که اوتیسم لزوماً دشواری‌هایی ایجاد نمی‌کند که نیازمند مداخله باشند. بسیاری از افراد دارای تنوع عصبی (neurodivergent) اختلال کم یا هیچ اختلالی مرتبط با اوتیسم خود تجربه نمی‌کنند و ممکن است نه به حمایت اضافی نیاز داشته باشند و نه آن را بخواهند. برای دیگران، چالش‌های مربوط به تشخیص چهره یا درک حالات صورت می‌تواند تعاملات اجتماعی روزمره را پیچیده کند.
«تصور کنید زندگی را اداره می‌کنید در حالی که درک اطلاعات موجود در چهره فرد دیگری برایتان دشوار است؛ از مدیریت حیاط بازی گرفته تا مدیریت مصاحبه شغلی»، مک‌پارتلند گفت. «این یکی از حوزه‌های بحرانی است که برای بسیاری از افراد اوتیستیک دشواری ایجاد می‌کند.»
سیگنال‌های جدید مغزی می‌توانند به بهبود تشخیص اوتیسم کمک کنند
یک کاربرد بالقوه دیگر شامل جستجو برای روش‌های عینی‌تر ارزیابی اوتیسم است. در حال حاضر، پزشکان عمدتاً با ارزیابی رفتار اوتیسم را تشخیص می‌دهند زیرا آزمون‌های زیستی قابل اعتماد برای تشخیص روتین هنوز در دسترس نیستند.
دانشمندان چندین بیومارکر احتمالی را مورد بررسی قرار می‌دهند؛ ویژگی‌های زیستی قابل اندازه‌گیری که می‌توانند ارزیابی‌های تشخیصی را بهبود بخشند یا به تمایز گروه‌های مختلف در طیف اوتیسم کمک کنند.
الگوهای تازه شناسایی‌شده فعالیت مغزی مرتبط با چهره می‌توانند به این تلاش کمک کنند. با بررسی نحوه تفاوت این سیگنال‌های عصبی بین افراد، پژوهشگران ممکن است در نهایت ابزارهای تشخیصی اضافی توسعه دهند یا افراد اوتیستیک را که احتمالاً از اشکال خاصی از حمایت، از جمله درمان مهارت‌های اجتماعی، بهره‌مند می‌شوند، بهتر شناسایی کنند.
اگرچه قبل از امکان استفاده از این یافته‌ها در عمل بالینی، پژوهش‌های بیشتری ضروری است، اما این مطالعه راهی جدید برای بررسی نحوه پردازش چهره توسط مغز اوتیستیک و نحوه تغییر این پاسخ‌ها در طول دوران کودکی فراهم می‌کند.
«این گام نخست در معرفی یک بیومارکر جدید است»، مک‌پارتلند گفت.