Нейронные механизмы нарушений ориентировки внимания у детей с расстройством аутистического спектра ^{* 1818}

Расстройства аутистического спектра (РАС) традиционно рассматривают как нарушение взаимодействия с другими людьми. Расстройства внимания у людей с РАС, если и отмечались, то до последнего времени не входили в число основных критериев диагностики аутизма. Сейчас все больше исследователей приходят к выводу о том, что затруднения с переключением внимания, которые испытывают многие люди с РАС, могут быть узловым дефицитом, определяющим многие характерные для аутизма паттерны поведения. В предлагаемом вниманию читателя обзоре литературы мы выясним, что нового добавляют нейрофизиологические данные к пестрому ландшафту существующих в психологии гипотез о причинах нарушений внимания у детей с РАС. Далее, основываясь на этих данных, мы попробуем обосновать новую гипотезу о том, что ряд «низкоуровневых» нарушений при аутизме вы зван функциональным дефицитом в никотиновой ветви холинергической модулирующей системы.

Ключевые слова: расстройства аутистического спектра (РАС), ориентировка внимания, модуляция сенсорного входа, оценка новизны, сенсорная фильтрация, связанные с событием вызванные потенциалы (ССВП), холинэргическая система, никотин

Рубрика: Психофизиология и эволюционная психология

Тип: научная статья

* Работа поддержана грантом Российского научного фонда 14-35-00060

DOI: http://dx.doi.org/10.17759/exppsy.2015080302

1. Строганова Т.А., Орехова Е.В., Галюта И.А. Монотропизм внимания у детей с аутизмом // Экспериментальная психология. 2014. Т. 7. №4. С. 66–82.
2. Ames C., Fletcher-Watson S. A review of methods in the study of attention in autism // Developmental Review. 2010. Vol. 30. № 1. P. 52–73.
3. Anand R., Amici S.A., Ponath G., Robson J.I., Nasir M., McKay S.B. Nicotinic acetylcholine receptor alterations in autism spectrum disorders – biomarkers and therapeutic targets // Autism – A Neuro- developmental Journey from Genes to Behaviour / In ed. V. Eapen. InTech. 2011. P. 123–146.
4. Andersson S., Posserud M.B., Lundervold A.J. Early and late auditory event-related potentials in cognitively high functioning male adolescents with autism spectrum disorder // Research in Autism Spectrum Disorders. 2013. Vol. 7. № 7. P. 815–823.
5. Bryson S.E., Wainwright-Sharp J.A., Smith I.M. Autism: A developmental spatial neglect syndrome? // Advances in Psychology / In ed. T.E. James. North-Holland. 1990. Vol. 69, P. 405–427.
6. Buckley A.W., Rodriguez A.J., Jennison K., Buckley J., Thurm A., Sato S., Swedo S. Rapid eye movement sleep percentage in children with autism compared with children with developmental delay and typical development // Archives of Pediatrics and Adolescent Medicine. 2010. Vol. 164. № 11. P. 1032–1037. doi: 10.1001/archpediatrics.2010.202
7. Casey B.J., Gordon C.T., Mannheim G.B., Rumsey J.M. Dysfunctional attention in autistic savants // Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology. 1993. Vol. 15. № 6. P. 933–946. doi: 10.1080/ 01688639308402609
8. Chang W.P., Arfken C.L., Sangal M.P., Boutros N.N. Probing the relative contribution of the first and second responses to sensory gating indices: a meta-analysis // Psychophysiology. 2011. Vol. 48. № 7. P. 980–992. doi: 10.1111/j.1469-8986.2010.01168.x
9. Corbetta M., Shulman G.L. Spatial neglect and attention networks // Annual Review of Neuroscience. 2011. Vol. 34. P. 569–599. doi: 10.1146/annurev-neuro-061010-113731
10. Dunn M.A., Gomes H., Gravel J. Mismatch negativity in children with autism and typical development // Journal of Autism and Developmental Disorders. 2008. Vol. 38. № 1. P. 52–71. doi: 10.1007/s10803-007- 0359-3
11. Gomot M., Blanc R., Clery H., Roux S., Barthelemy C., Bruneau N. Candidate electrophysiological endophenotypes of hyper-reactivity to change in autism // Journal of Autism and Developmental Disorders. 2011. Vol. 41. № 6. P. 705–714. doi: 10.1007/s10803-010-1091-y
12. Greenwood P.M., Parasuraman R., Espeseth T. A cognitive phenotype for a polymorphism in the nicotinic receptor gene CHRNA4 // Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 2012. Vol. 36. № 4. P. 1331–1341. doi: 10.1016/j.neubiorev.2012.02.010
13. Impey D., Chique-Alfonzo M., Shah D., Fisher D.J., Knott V.J. Effects of nicotine on visuospatial attentional orienting in non-smokers // Pharmacology Biochemistry and Behavior. 2013. Vol. 106. P. 1–7. doi: 10.1016/j.pbb.2013.02.015
14. Karvat G., Kimchi T. Acetylcholine elevation relieves cognitive rigidity and social deficiency in a mouse model of autism // Neuropsychopharmacology. 2014. Vol. 39. № 4. P. 831–840. doi: 10.1038/npp.2013.274
15. Kawakubo Y., Kasai K., Okazaki S., Hosokawa-Kakurai M., Watanabe K., Kuwabara H., Ishijima M., Yamasue H., Iwanami A., Kato N., Maekawa H. Electrophysiological abnormalities of spatial attention in adults with autism during the gap overlap task // Clinical Neurophysiology. 2007. Vol. 118. № 7. P. 1464– 1471. doi: 10.1016/j.clinph.2007.04.015
16. Kemner C., Verbaten M.N., Cuperus J.M., Camfferman G., van Engeland H. Auditory event-related brain potentials in autistic children and three different control groups // Biological Psychiatry. 1995. Vol. 38. № 3. P. 150–165. doi: 10.1016/0006-3223(94)00247-z.
17. Kuhl P.K., Coffey-Corina S., Padden D., Dawson G. Links between social and linguistic processing of speech in preschool children with autism: behavioral and electrophysiological measures // Developmental Science. 2005. Vol. 8. № 1. P. F1–F12. doi: 10.1111/j.1467-7687.2004.00384.x
18. Kujala T., Kuuluvainen S., Saalasti S., Jansson-Verkasalo E., von Wendt L., Lepisto T. Speech-feature discrimination in children with Asperger syndrome as determined with the multi-feature mismatch negativity paradigm // Clinical Neurophysiology. 2010. Vol. 121. № 9. P. 1410–1419. doi: 10.1016/j. clinph.2010.03.017
19. Lemonnier E., Grandgeorge M., Jacobzone-Leveque C., Bessaguet C., Peudenier S., Misery L. Red dermographism in autism spectrum disorders: A clinical sign of cholinergic dysfunction? // Research in Autism Spectrum Disorders. 2013. Vol. 7. № 5. P. 601–605.
20. Lepisto T., Nieminen-von Wendt T., von Wendt L., Naatanen R., Kujala T. Auditory cortical change detection in adults with Asperger syndrome // Neuroscience Letters. 2007. Vol. 414. № 2. P. 136–140. doi: 10.1016/j.neulet.2006.12.009
21. Lindell A.K., Hudry K. Atypicalities in cortical structure, handedness, and functional lateralization for language in autism spectrum disorders // Neuropsychology Review. 2013. Vol. 23. № 3. P. 257–270. doi: 10.1007/s11065-013-9234-5
22. Martin-Ruiz C.M., Lee M., Perry R.H., Baumann M., Court J.A., Perry E.K. Molecular analysis of nicotinic receptor expression in autism // Molecular Brain Research. 2004. Vol. 123. № 1–2. P. 81–90. doi: 10.1016/j. molbrainres.2004.01.003
23. May P.J., Tiitinen H. Mismatch negativity (MMN), the deviance-elicited auditory deflection, explained // Psychophysiology. 2010. Vol. 47. № 1. P. 66–122. doi: 10.1111/j.1469-8986.2009.00856.x
24. Mesulam M.M. Cholinergic pathways and the ascending reticular activating system of the human brain // Annals of the New York Academy of Sciences. 1995. Vol. 757. P. 169–179.
25. Naatanen R., Paavilainen P., Rinne T., Alho K. The mismatch negativity (MMN) in basic research of central auditory processing: a review // Clinical Neurophysiology. 2007. Vol. 118. № 12. P. 2544–2590. doi: 10.1016/j.clinph.2007.04.026
26. Orekhova E.V., Stroganova T.A., Prokofyev A.O., Nygren G., Gillberg C., Elam M. Sensory gating in young children with autism: relation to age, IQ, and EEG gamma oscillations // Neuroscience Letters. 2008. Vol. 434. № 2. P. 218–223. doi: 10.1016/j.neulet.2008.01.066
27. Orekhova E.V., Tsetlin M.M., Butorina A.V., Novikova S.I., Gratchev V.V., Sokolov P.A., Elam M., Stroganova T.A. Auditory cortex responses to clicks and sensory modulation difficulties in children with autism spectrum disorders (ASD) // PLoS One. 2012. Vol. 7. № 6. P. e39906. doi: 10.1371/journal.pone.0039906
28. Ponton C., Eggermont J.J., Khosla D., Kwong B., Don M. Maturation of human central auditory system activity: separating auditory evoked potentials by dipole source modeling // Clinical Neurophysiology. 2002. Vol. 113. № 3. P. 407–420.
29. Sarter M., Hasselmo M.E., Bruno J.P., Givens B. Unraveling the attentional functions of cortical cholinergic inputs: interactions between signal-driven and cognitive modulation of signal detection // Brain Research Reviews. 2005. Vol. 48. № 1. P. 98–111. doi: 10.1016/j.brainresrev.2004.08.006
30. Skinner R.D., Homma Y., Garcia-Rill E. Arousal mechanisms related to posture and locomotion: 2. Ascending modulation // Progress in Brain Research. 2004. Vol. 143. P. 291–298. doi: 10.1016/s0079- 6123(03)43028-8
31. Stroganova T.A., Kozunov V.V., Posikera I.N., Galuta I.A., Gratchev V.V., Orekhova E.V. Abnormal pre- attentive arousal in young children with autism spectrum disorder contributes to their atypical auditory behavior: an ERP study // PLoS One. 2013. Vol. 8. № 7. P. e69100. doi: 10.1371/journal.pone.0069100
32. Tarkka I.M., Luukkainen-Markkula R., Pitkanen K., Hamalainen H. Alterations in visual and auditory processing in hemispatial neglect: an evoked potential follow-up study // International Journal of Psychophysiology. 2011. Vol. 79. № 2. P. 272–279. doi: 10.1016/j.ijpsycho.2010.11.002
33. Thiel C.M., Fink G.R. Visual and auditory alertness: modality-specific and supramodal neural mechanisms and their modulation by nicotine // Journal of Neurophysiology. 2007. Vol. 97. № 4. P. 2758–2768. doi: 10.1152/jn.00017.2007
34. Tsetlin M.M., Pushina N.P., Galuta I.A., Stroganova T.A. Spatial asymmetry of frontal tasks performance in young boys with autism // International Journal of Psychophysiology. 2008. Vol. 69. P. 267–267. doi: 10.1016/j.ijpsycho.2008.05.211
35. Vossel S., Kukolja J., Thimm M., Thiel C.M., Fink G.R. The effect of nicotine on visuospatial attention in chronic spatial neglect depends upon lesion location // Journal of Psychopharmacology. 2010. Vol. 24. № 9. P. 1357–1365. doi: 10.1177/0269881109105397
36. Whitehouse A.J., Bishop D.V. Do children with autism ‘switch off’ to speech sounds? An investigation using event-related potentials // Developmental Science. 2008. Vol. 11. № 4. P. 516–524. doi: 10.1111/j.1467- 7687.2008.00697.x
37. Witte E.A., Davidson M.C., Marrocco R.T. Effects of altering brain cholinergic activity on covert orienting of attention: comparison of monkey and human performance // Psychopharmacology (Berl). 1997. Vol. 132. № 4. P. 324–334.
38. Yvert B., Crouzeix A., Bertrand O., Seither-Preisler A., Pantev C. Multiple supratemporal sources of magnetic and electric auditory evoked middle latency components in humans // Cerebral Cortex. 201. Vol. 11. № 5. P. 411–423.