Согласно новому исследованию Медицинской школы Стэнфордского университета, организация мозга у мальчиков и девочек с аутизмом различается.
Различия, выявленные путем анализа сотен сканирований мозга с помощью методов искусственного интеллекта, были уникальными для аутизма и не обнаруживались у типично развивающихся мальчиков и девочек. По словам ученых, исследование помогает объяснить, почему симптомы аутизма различаются между полами, и может проложить путь к лучшей диагностике для девочек.
Аутизм — это нарушение развития со спектром тяжести. Пострадавшие дети имеют социальный и коммуникативный дефицит, проявляют ограниченные интересы и демонстрируют повторяющееся поведение. Первоначальное описание аутизма, опубликованное в 1943 году доктором медицины Лео Каннером, было ориентировано на пациентов мужского пола. Расстройство диагностируется в четыре раза чаще у мальчиков, чем у девочек, и большинство исследований аутизма сосредоточено на мужчинах.
«Когда состояние описывается предвзято, диагностические методы также предвзяты», — сказал ведущий автор исследования Каустубх Супекар, доктор философии, клинический доцент кафедры психиатрии и поведенческих наук. «Это исследование предполагает, что нам нужно думать по-другому».
Исследование было опубликовано онлайн 15 февраля в The British Journal of Psychiatry .
«Мы обнаружили существенные различия между мозгом мальчиков и девочек с аутизмом и получили индивидуальные предсказания клинических симптомов у девочек», — сказал старший автор исследования Винод Менон, доктор философии, профессор психиатрии и поведенческих наук, и Рейчел. Л. и Уолтер Ф. Николс, доктор медицинских наук, профессор. «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 обычно меньше явных повторяющихся действий, чем у мальчиков, что может способствовать задержке диагностики.
«Знание того, что мужчины и женщины проявляют себя по-разному, как в поведенческом, так и в неврологическом отношении, очень убедительно», — сказал Лоуренс Фунг, доктор медицинских наук, доцент кафедры психиатрии и поведенческих наук, который не был автором исследования. изучать.
Фанг занимается лечением людей с аутизмом в Стэнфордском детском центре здоровья, в том числе девочек и женщин с поздним диагнозом. Он отметил, что многие методы лечения аутизма лучше всего работают в дошкольном возрасте, когда развиваются двигательные и языковые центры мозга.
«Если лечение можно проводить в нужное время, это имеет большое значение: например, дети с аутизмом, получающие раннее языковое вмешательство, будут иметь больше шансов на развитие речи, как и все остальные, и им не придется продолжать играть». наверстывать упущенное по мере взросления», — сказал Фунг. «Если ребенок не может хорошо сформулировать свои мысли, он отстает во многих областях. Последствия очень серьезные, если ему не поставить диагноз на ранней стадии».
Новые статистические методы раскрывают различия
В исследовании проанализированы функциональные магнитно-резонансные томографы головного мозга 773 детей с аутизмом — 637 мальчиков и 136 девочек. По словам Супекара, собрать достаточно данных, чтобы включить в исследование значительное количество девочек, было непросто, отметив, что небольшое количество девочек, исторически включенных в исследования аутизма, было препятствием для получения о них большего. Исследовательская группа полагалась на данные, собранные в Стэнфорде, и на общедоступные базы данных, содержащие сканирование мозга из исследовательских центров по всему миру.
Преобладание мальчиков в базах данных сканирования мозга также создало математическую проблему: стандартные статистические методы, используемые для выявления различий между группами, требуют, чтобы группы были примерно одинакового размера. Эти методы, лежащие в основе методов машинного обучения, с помощью которых можно обучать алгоритмы находить закономерности в очень больших и сложных наборах данных, не могут приспособиться к реальной ситуации, когда одна группа в четыре раза больше другой.
«Когда я пытался определить различия [традиционными методами], алгоритм говорил мне, что каждый мозг принадлежит мужчине с аутизмом», — сказал Супекар. «Это было чрезмерное обучение и отсутствие различий между мужчинами и женщинами с аутизмом».
Супекар обсудил проблему с Тенгью Ма, доктором философии, доцентом компьютерных наук и статистики в Стэнфорде и соавтором исследования. Ма недавно разработал метод, который мог надежно сравнивать сложные наборы данных, такие как сканирование мозга, из групп разного размера. Новая техника обеспечила необходимый ученым прорыв.
«Нам повезло, что этот новый статистический подход был разработан в Стэнфорде, — сказал Супекар.
Что отличалось?
Используя 678 сканов мозга детей с аутизмом, исследователи разработали алгоритм, который может различать мальчиков и девочек с точностью 86%. Когда они проверили алгоритм на оставшихся 95 сканах мозга детей с аутизмом, он сохранил ту же точность при различении мальчиков и девочек.
Ученые также проверили алгоритм на 976 сканах мозга типично развивающихся мальчиков и девочек. Алгоритм не смог различить их, подтвердив, что половые различия, обнаруженные учеными, уникальны для аутизма.
Среди детей с аутизмом у девочек были иные паттерны связи, чем у мальчиков, в нескольких центрах мозга, включая двигательную, языковую и зрительно-пространственную системы внимания. Различия в группе моторных областей, включая первичную моторную кору, дополнительную моторную область, теменную и латеральную затылочную кору, а также среднюю и верхнюю височные извилины, были наибольшими между полами. Среди девочек с аутизмом различия в двигательных центрах были связаны с тяжестью их двигательных симптомов, а это означает, что девочки, чей мозговой паттерн был наиболее похож на мальчика с аутизмом, как правило, имели наиболее выраженные двигательные симптомы.
Исследователи также определили языковые области, которые различаются между мальчиками и девочками с аутизмом, и отметили, что предыдущие исследования выявили более выраженные языковые нарушения у мальчиков .
«Когда вы видите, что существуют различия в областях мозга, которые связаны с клиническими симптомами аутизма, это кажется более реальным», — сказал Супекар.
Взятые вместе, результаты должны быть использованы в будущих усилиях по улучшению диагностики и лечения девочек, считают исследователи.
«Наше исследование продвигает использование методов искусственного интеллекта для точной психиатрии при аутизме», — сказал Менон.
«Возможно, нам понадобятся разные тесты для женщин по сравнению с мужчинами. Разработанные нами алгоритмы искусственного интеллекта могут помочь улучшить диагностику аутизма у девочек», — сказал Супекар. Он добавил, что на уровне лечения вмешательства для девочек могут быть начаты раньше.
Другими соавторами исследования Стэнфордской медицины являются научный аналитик данных Карло де лос Анхелес; старший научный сотрудник Шрикант Риали, доктор философии; и аспирант Кайди Цао. В число соавторов входят члены Стэнфордского научно-исследовательского института здоровья матери и ребенка, Stanford Bio-X, Стэнфордского института неврологии Ву Цай и Стэнфордского альянса производительности человека Ву Цай, а также Стэнфордского института искусственного интеллекта, ориентированного на человека.
Теги: аутизм, дети
