ЭЭГ-корреляты особенностей восприятия тактильных стимулов у детей с расстройствами аутистического спектра

Г.В. Портнова, F.P. McGlone, О.А. Танькина, И.В. Скороходов, И.Л. Шпицберг, А.А. Варламов

Ключевые слова: аутизм; C-тактильная система; электроэнцефалография; ЭЭГ; тактильное восприятие; эмоциональная реакция.

2019, том 11, номер 1, стр. 169.

DOI: https://doi.org/10.17691/stm2019.11.1.20

Полный текст статьи

html pdf

2040

1878

Аннотация
Список литературы
Как цитировать в References

Цель исследования — изучить изменение мощности ЭЭГ и поведенческих реакций при предъявлении C-тактильной стимуляции у типично развивающихся детей (TP) и детей с расстройством аутистического спектра (РАС).

Материалы и методы. В исследовании приняли участие 79 детей (39 с диагнозом РАС и 40 — ТР) в возрасте от 5 до 10 лет. Предварительно все участники прошли психометрическую оценку по шкале CARS. Исследование включало в себя регистрацию фоновой ЭЭГ при открытых глазах в течение 1–2 мин, а также после предъявления тактильной стимуляции трех видов в псевдорандомизированной последовательности (поглаживание мягкой кистью, поглаживание жесткой щеточкой и стимуляция игольчатым валиком) с постоянной скоростью 2–5 мм/с на внешней поверхности правого предплечья. Анализировали поведенческие реакции в ответ на предъявление стимуляции с помощью видеорегистрации во время проведения эксперимента. Были отобраны 5 видов поведенческих реакций: 1) расслабление лицевой мимики и позы; 2) сопротивление стимуляции и попытка отдернуть руку; 3) негативные эмоции, плач, крик; 4) положительные эмоции, смех, улыбка; 5) наблюдение за процессом стимуляции. Оценивались показатели спектральной мощности ЭЭГ в 18 поддиапазонах с шириной полосы 1 Гц (2–20 Гц).

Результаты. Исследование позволило выявить два типа реакции на тактильную стимуляцию: первый тип не является специфичным для типа тактильной стимуляции, сопровождается увеличением мощности бета-ритма (16–20 Гц) преимущественно в левом полушарии и характерен больше для детей с РАС; второй тип реакции сопровождается увеличением мощности тета-ритма (4–6 Гц) во фронтальных областях в ответ на стимуляцию С-тактильной системы мягкой кистью и наблюдается только у детей ТР. Первый тип реакции сопровождался негативными эмоциями и попытками отдернуть руку, тогда как второй тип — расслаблением.

Заключение. Реакция детей с РАС на все типы тактильной стимуляции, сопровождаемая увеличением мощности бета-ритма, может быть связана как с их гиперсенситивностью, так и со стрессовой реакцией на экспериментальную ситуацию. Избирательная реакция на стимуляцию С-тактильной системы, сопровождаемая увеличением мощности тета-ритма во фронтальных областях, была выявлена только у контрольной группы (ТР). Результаты данного исследования могут быть использованы для расширения понимания гиперсенситивности у детей с РАС, а также пролить свет на механизмы возникновения данного заболевания.

DiCicco-Bloom E., Lord C., Zwaigenbaum L., Courchesne E., Dager S.R., Schmitz C., Schultz R.T., Crawley J., Young L.J. The developmental neurobiology of autism spectrum disorder. J Neurosci 2006; 26(26): 6897–6906, https://doi.org/10.1523/jneurosci.1712-06.2006.
Tomchek S.D., Dunn W. Sensory processing in children with and without autism: a comparative study using the short sensory profile. Am J Occup Ther 2007; 61(2): 190–200, https://doi.org/10.5014/ajot.61.2.190.
Marco E.J., Hinkley L.B.N., Hill S.S., Nagarajan S.S. Sensory processing in autism: a review of neurophysiologic findings. Pediatric Research 2011; 69(5 Part 2): 48R–54R, https://doi.org/10.1203/PDR.0b013e3182130c54.
Kanner L. Problems of nosology and psychodynamics of early infantile autism. Am J Orthopsychiatry 1949; 19(3): 416–426, https://doi.org/10.1111/j.1939-0025.1949.tb05441.x.
Johansson R.S., Trulsson M., Olsson K.Å., Westberg K.-G. Mechanoreceptor activity from the human face and oral mucosa. Exp Brain Res 1988; 72(1): 204–208, https://doi.org/10.1007/bf00248518.
McGlone F., Wessberg J., Olausson H. Discriminative and affective touch: sensing and feeling. Neuron 2014; 82(4): 737–755, https://doi.org/10.1016/j.neuron.2014.05.001.
Baranek G.T. Autism during infancy: a retrospective video analysis of sensory-motor and social behaviors at 9–12 months of age. J Autism Dev Disord 1999; 29(3): 213–224, https://doi.org/10.1023/a:1023080005650.
Yang D.Y., Rosenblau G., Keifer C., Pelphrey K.A. An integrative neural model of social perception, action observation, and theory of mind. Neurosci Biobehav Rev 2015; 51(8): 263–275, https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2015.01.020.
Kaiser M.D., Yang D.Y., Voos A.C., Bennett R.H., Gordon I., Pretzsch C., Beam D., Keifer C., Eilbott J., McGlone F., Pelphrey K.A. Brain mechanisms for processing affective (and nonaffective) touch are atypical in autism. Cereb Cortex 2016; 26(6): 2705–2714, https://doi.org/10.1093/cercor/bhv125.
Bennett R.H., Bolling D.Z., Anderson L.C., Pelphrey K.A., Kaiser M.D. fNIRS detects temporal lobe response to affective touch. Soc Cogn Affect Neurosci 2014; 9(4): 470–476, https://doi.org/10.1093/scan/nst008.
Löken L.S., Wessberg J., Morrison I., McGlone F., Olausson H. Coding of pleasant touch by unmyelinated afferents in humans. Nat Neurosci 2009; 12(5): 547–548, https://doi.org/10.1038/nn.2312.
Schopler E., Reichler R.J., DeVellis R.F., Daly K. Toward objective classification of childhood autism: Childhood Autism Rating Scale (CARS). J Autism Dev Disord 1980; 10(1): 91–103, https://doi.org/10.1007/bf02408436.
Wechsler D. Weschler Intelligence Scale for Children: third edition manual. San Antonio, TX: The Psychological Corporation; 1991.
Klem G.H., Lüders H.O., Jasper H.H., Elger C. The ten-twenty electrode system of the International Federation. The International Federation of Clinical Neurophysiology. Electroencephalogr Clin Neurophysiol Suppl 1999; 52: 3–6.
Murias M., Webb S.J., Greenson J., Dawson G. Resting state cortical connectivity reflected in EEG coherence in individuals with autism. Biol Psychiatry 2007; 62(3): 270–273, https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2006.11.012.
Gasser T., Verleger R., Bächer P., Sroka L. Development of the EEG of school-age children and adolescents. I. Analysis of band power. Electroencephalogr Clin Neurophysiol 1988; 69(29): 91–99, https://doi.org/10.1016/0013-4694(88)90204-0.
Fraga González G., Van der Molen M.J.W., Žarić G., Bonte M., Tijms J., Blomert L., Stam C.J., Van der Molen M.W. Graph analysis of EEG resting state functional networks in dyslexic readers. Clin Neurophysiol 2016; 127(9): 3165–3175, https://doi.org/10.1016/j.clinph.2016.06.023.
Szurhaj W., Derambure P., Labyt E., Cassim F., Bourriez J.L., Isnard J., Guieu J.D., Mauguière F. Basic mechanisms of central rhythms reactivity to preparation and execution of a voluntary movement: a stereoelectroencephalographic study. Clin Neurophysiol 2003; 114(1): 107–119, https://doi.org/10.1016/s1388-2457(02)00333-4.
Ohara S., Ikeda A., Kunieda T., Yazawa S., Baba K., Nagamine T., Taki W., Hashimoto N., Mihara T., Shibasaki H. Movement-related change of electrocorticographic activity in human supplementary motor area proper. Brain 2000; 123(6): 1203–1215, https://doi.org/10.1093/brain/123.6.1203.
Güntekin B., Başar E. Event-related beta oscillations are affected by emotional eliciting stimuli. Neurosci Lett 2010; 483(3): 173–178, https://doi.org/10.1016/j.neulet.2010.08.002.
Roohi-Azizi M., Azimi L., Heysieattalab S., Aamidfar M. Changes of the brain’s bioelectrical activity in cognition, consciousness, and some mental disorders. Med J Islam Repub Iran 2017; 31(1): 307–312, https://doi.org/10.14196/mjiri.31.53.
Cowan J., Markham L. EEG biofeedback for the attention problems of autism: a case study. In: 25^th annual meeting of the Association for Applied Psychophysiology and Biofeedback. 1994; p. 12–13.
Cascio C.J., Moana-Filho E.J., Guest S., Nebel M.B., Weisner J., Baranek G.T., Essick G.K. Perceptual and neural response to affective tactile texture stimulation in adults with autism spectrum disorders. Autism Res 2012; 5(4): 231–244, https://doi.org/10.1002/aur.1224.
Cascio C.J. Somatosensory processing in neurodevelopmental disorders. J Neurodev Disord 2010; 2(2): 62–69, https://doi.org/10.1007/s11689-010-9046-3.
Guclu B., Tanidir C., Mukaddes N.M. Tactile sensitivity of normal and autistic children. Somatosens Mot Res 2007; 24(1–2): 21–33, https://doi.org/10.1080/08990220601179418.
Singh H., Bauer M., Chowanski W., Sui Y., Atkinson D., Baurley S., Fry M., Evans J., Bianchi-Berthouze N. The brain’s response to pleasant touch: an EEG investigation of tactile caressing. Front Hum Neurosci 2014; 8: 893, https://doi.org/10.3389/fnhum.2014.00893.
von Mohr M., Crowley M.J., Walthall J., Mayes L.C., Pelphrey K.A., Rutherford H.J.V. EEG captures affective touch: CT-optimal touch and neural oscillations. Cogn Affect Behav Neurosci 2018; 18(1): 155–166, https://doi.org/10.3758/s13415-017-0560-6.
Ackerley R., Eriksson E., Wessberg J. Ultra-late EEG potential evoked by preferential activation of unmyelinated tactile afferents in human hairy skin. Neurosci Lett 2013; 535: 62–66, https://doi.org/10.1016/j.neulet.2013.01.004.
Crane L., Goddard L., Pring L. Sensory processing in adults with autism spectrum disorders. Autism 2009; 13(3): 215–228, https://doi.org/10.1177/1362361309103794.
Björnsdotter M., Gordon I., Pelphrey K.A., Olausson H., Kaiser M.D. Development of brain mechanisms for processing affective touch. Front Behav Neurosci 2014; 8: 24, https://doi.org/10.3389/fnbeh.2014.00024.

Portnova G.V., McGlone F.P., Tankina O.A., Skorokhodov I.V., Shpitsberg I.L., Varlamov A.A. EEG Correlates of Tactile Perception Abnormalities in Children with Autism Spectrum Disorder. Sovremennye tehnologii v medicine 2019; 11(1): 169, https://doi.org/10.17691/stm2019.11.1.20