Система вознаграждения при аутизме переплетена с «социальным мозгом» теснее обычного

Улыбка собеседника, похвала, внимание — для мозга это награда, и система вознаграждения отвечает за то, чтобы общение казалось желанным. У людей с аутизмом социальная мотивация нередко устроена иначе, и исследователи давно ищут, что за этим стоит в мозге. Новая работа смотрит не на отдельные области, а на то, как система вознаграждения связана с остальным «социальным мозгом».

Работа опубликована в журнале Autism Research. Её авторы — Чэнь Ян, Ай-Пин Сунь и коллеги.

Четыре сети социального мозга

За общение в мозге отвечает не одна область, а распределённая система из четырёх подсетей. Система вознаграждения обрабатывает мотивацию и удовольствие от социальных сигналов. Сеть восприятия лиц распознаёт черты и выражения. Сеть «модели психического состояния» позволяет понимать мысли и намерения — свои и чужие. Наконец, система зеркальных нейронов срабатывает и когда человек сам совершает действие, и когда видит, как его совершает другой, помогая подражать и учиться.

Для слаженной работы подсетям нужен баланс. Каждая должна в какой-то мере работать обособленно, чтобы эффективно решать свою задачу, и при этом обмениваться информацией с остальными, чтобы поведение в целом было связным. Учёные называют эти две стороны сегрегацией и интеграцией. Прежние исследования указывали, что при аутизме баланс между ними нарушен: у аутичных людей иначе устроены социальная мотивация, распознавание лиц и подражание.

Как проверяли

Исследователи взяли данные функциональной МРТ из открытой базы: 646 участников, из них 298 с расстройством аутистического спектра и 348 с типичным развитием. Снимки делали в покое, когда человек не выполняет никаких заданий. По тому, как синхронно меняется кровоток в разных областях, можно судить, насколько тесно они связаны.

Автоматически выделили 102 области, из которых состоят четыре подсети, и для каждой посчитали коэффициент участия. Он показывает, насколько область общается с «чужими» сетями по сравнению со своей собственной: низкое значение означает обособленность, высокое — тесную интеграцию с остальными.

Что нашли

У аутичных участников система вознаграждения оказалась интегрирована сильнее обычного. Вместо того чтобы оставаться относительно обособленной, она образовывала необычно много связей с сетью восприятия лиц и системой зеркальных нейронов. Повышенной была и интеграция самой сети восприятия лиц, но изменения в системе вознаграждения были заметнее.

Эта особенность совпала с поведением. Чем сильнее была интегрирована система вознаграждения, тем выше баллы по шкале социальной отзывчивости, которую заполняли родители, то есть тем больше трудностей в общении, социальном восприятии и понимании. Связь касалась именно социальной стороны, а не повторяющегося поведения и узких интересов.

Химия и гены

Затем авторы наложили свою карту на атласы распределения рецепторов к нейромедиаторам — химическим посредникам, которые либо возбуждают, либо тормозят работу нейронов. Самые «переплетённые» участки системы вознаграждения совпали с областями, где мало некоторых рецепторов серотонина и ГАМК — главного тормозного вещества мозга. Это согласуется с распространённой теорией, по которой при аутизме нарушен баланс возбуждения и торможения, и система вознаграждения может оказаться перевозбуждённой.

Сопоставление с базой данных об активности генов в мозговой ткани указало на гены, связанные с размножением клеток, их миграцией и формированием тканей на ранних этапах развития. Отсюда предположение авторов: особенность берёт начало в том, как нейроны перемещаются и складываются в сети ещё в раннем развитии.

С возрастом интеграция системы вознаграждения росла в обеих группах параллельно, но у аутичных участников на всех возрастных этапах оставалась выше.

Границы

Самое важное ограничение: на втором, независимом наборе данных результат подтвердился лишь частично. Направление эффекта совпало на семи площадках из девяти, но суммарный эффект оказался слабым и статистически незначимым.

Карты рецепторов и генов взяты у здоровых людей и наложены на снимки аутичных участников. Ни нейромедиаторы, ни активность генов у самих участников не измеряли, поэтому химические и генетические выводы — гипотезы, а не доказанная причина. Возрастные изменения оценивали, сравнивая людей разного возраста, а не наблюдая одних и тех же людей годами. Авторы предлагают в будущем снимать молекулярные данные непосредственно у аутичных людей и вести многолетние наблюдения.