Низкоуровневые слухо-речевые нарушения при аутизме: мозговые механизмы, последствия для развития речевых функций, инновационные методы диагностики дефицита.

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 25-18-00739

НазваниеНизкоуровневые слухо-речевые нарушения при аутизме: мозговые механизмы, последствия для развития речевых функций, инновационные методы диагностики дефицита.

Руководитель Орехова Елена Владимировна, Кандидат психологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный психолого-педагогический университет" , г Москва

Конкурс №104 - Конкурс 2025 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 08 - Гуманитарные и социальные науки; 08-552 - Психофизиология, психогенетика, сравнительная психология, зоопсихология, эволюционная психология

Ключевые слова Расстройства аутистического спектра (РАС), нарушения слухо-речевое восприятие, восприятие речи в шуме, аудиовизуальная интеграция, лексический доступ, Магнитоэнцефалография (МЭГ), Электроэнцефалография (ЭЭГ)

Код ГРНТИ15.21.35

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Актуальность. Расстройства аутистического спектра (РАС) - группа нарушений развития, характеризующихся проблемами в социальном общении и взаимодействии, а также ограниченными, повторяющимися моделями поведения и интересов. Термин «спектр» подчеркивает широкую вариативность симптомов и тяжести функциональных нарушений, которые влияют на раннее развитие мозга и могут приводить к нарушениям сенсорных и когнитивных функций. При РАС часто наблюдаются задержки в развитии речи и трудности с ее пониманием, усугубляющие социальную дезадаптацию. Без понимании природы нарушения у конкретного ребенка, методы коррекции речевого дефицита малоэффективны. Учитывая недостаток знаний в этой области, данный проект, направленный на создание научной основы для появления новых и усовершенствование имеющихся методов дифференциальной диагностики трудностей слухо-речевого восприятия при РАС чрезвычайно актуален. Научная основа проекта. Наряду с дефицитом в социальном взаимодействии, значительной вклад в речевые трудности у людей с РАС и нормальным уровнем слуха могут вносить нарушения обработки слухо-речевой информации, обусловленные аномальной работой нейронных сетей на разных уровнях: от ствола мозга до высших отделов коры. Изучение этих механизмов имеет решающее значение для понимания причин ведущих к нарушениям восприятия и продукции речи у конкретного пациента. Полученные знания будут важны для адаптации имеющихся и созданию новых коррекционных программ ориентированных на конкретного ребенка. Научная новизна и значимость результатов проекта. В рамках данного проекта, связанные с РАС нарушения речевого развития и слуховой обработки речевых сигналов, выявляемые с помощью поведенческих и психофизических тестов, будут исследованы в контексте определения “слабых звеньев” в цепи многоуровневых нейронных механизмов. Ниже обозначены основные черты нашего подхода, которые определяют научную значимость актуальность получаемых результатов. Во-первых, мы применим разработанную нами для детей с РАС технологию оценки восприятия речи на фоне шума. Мы планируем провести более глубокий лингвистический анализ речевого материала, который позволит выявить факторы усугубляющие или, напротив, облегчающие трудности восприятия при РАС. В практическом плане, разработка и усовершенствование данной методики важно не только для детей с РАС, но и для детей с другими нарушениями развития, связанными с дефицитом слухо-речевого восприятия. Во-вторых, мы разработаем технологию оценки роли аудиовизуальной интеграции в восприятии речи при РАС, которая позволит количественно оценить наличие и степень дефицита, что важно в научном контексте и будет полезно педагогам, работающим с детьми с РАС. Несмотря на то, что трудности с мультимодальной интеграцией при РАС общеизвестны, и методики направленные ее улучшение применяются для реабилитации, методы ее объективной оценки отсутствуют. В третьих, мы оценим какова роль аномалий базовых процессов восприятия речи на слух (фонетической слух, мультисенсорная интеграция) в дефиците интегративных речевых функций (лексика, семантика и прагматика) у детей с РАС. В четвертых, мы впервые объединим исследование роли разных уровней мозговой обработки в слухо-речевых нарушениях у детей с РАС. Мы впервые в России используем технику регистрации 'ответа следования за частотой', которая показала свою эффективность для выявления столовой патологии у детей с нарушениями слухо-речевого восприятия при дислексии (Hornickel et al, PNAS, 2012). Для исследования аномалий обработки на уровне слуховой и ассоциативных областей коры мозга будет использован метод магнитоэнцефалографии (МЭГ), позволяющий с высокой временной и пространственной точностью локализовать нарушение в коре мозга человека. В целом, это исследование поможет нам лучше понять механизмы, лежащие в основе нарушений слухо-речевого восприятия при аутизме, что будет способствовать разработке более эффективных диагностических и терапевтических стратегий для детей с аутизмом и другими нарушениями развития.

Ожидаемые результаты
Согласно новейшим данным исследований, сенсорно-перцептивные симптомы у людей с аутизмом могут оказаться ключевыми для понимания нейробиологических основ этого первазивного расстройства развития. Данный проект, направленный на изучение роли нарушений автоматической обработки звуков речи в дефиците слухо-речевого восприятия у детей с РАС, будет находиться на переднем крае нового междисциплинарного направления исследований аутизма. Мы ожидаем прорывных научных результатов в следующих областях: 1. Выявление последствий снижения точности кодирования и передачи тонкой временной структуры звуков речи в структурах ствола мозга для слухо-речевого восприятия при аутизме. 2. Обнаружение искажений в декодировании частотно-временных паттернов речевых звуков в «рече-специфических» зонах коры, ответственных за быструю категоризацию фонем, и/или нарушений в зонах мозга, интегрирующих слуховые и зрительные признаки речевых паттернов. 3. Уточнение роли внимания как механизма нисходящей регуляции в ожидаемых нарушениях автоматической обработки речевых паттернов при аутизме. 4. Выявление последствий дефицита мозговой обработки речевых паттернов на уровне фонетического анализа для интеграции фонем в слышимые слова в условиях шумовой помехи, с акцентом на внутри- и межмодальную сенсорную интеграцию. 5. Определение относительного вклада нарушений автоматической обработки звуковых паттернов мозгом и высокоуровневых лингвистических процессов (таких как ограниченный лексический доступ к словам) в трудности восприятия речи в шуме у детей с РАС. Ожидаемые экспериментальные результаты помогут восполнить пробелы в знаниях о сенсорно-перцептивных особенностях у людей с РАС. Результаты проекта будут соответствовать мировым стандартам исследований, чему способствует опыт нашей исследовательской команды, которая опубликовала более 15 статей по нейробиологии аутизма в ведущих международных журналах (например, Molecular Autism, Cortex, NeuroImage, Scientific Reports, Cognitive Affective & Behavioral Neuroscience) за последние пять лет. Мы также ожидаем значительные практические применения результатов проекта. Разработанные методики оценки слухо-речевого восприятия будут важны для дифференциальной диагностики слухо-речевых трудностей у детей с РАС и детей с другими нарушениями нервно-психического развития, влияющими на слуховое восприятие речи, такими как дислексия. Эти инструменты помогут создавать программы коррекции для адаптированные к потребностям конкретного ребенка. Кроме того, проект позволит разработать методы диагностики трудностей внутри- и межмодальной сенсорной интеграции при РАС. Несмотря на то, что трудности с мультисенсорной интеграцией при РАС хорошо известны, а методики направленные на её уличшение используются для реабилитации, объективные диагностические методы в этой области пока отсутствуют. Наш новый метод позволит объективно и количественно оценить дефициты мультисенсорной интеграции, что будет полезно педагогам и психологам, работающим с детьми с РАС. По завершении проекта мы планируем передать разработанные материалы (описания методов, инструкции, программное обеспечение и базы данных) в Федеральный ресурсный центр по организации комплексного сопровождения детей с расстройствами аутистического спектра для использования и дальнейшего распространения в региональные Центры помощи детям с РАС по всей России.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В 2025 основные результаты были получены по трем направлениям: 1) Влияние сложности лексического доступа к слову на трудности распознавания слов в шуме у детей с типичным развитием и у детей с РАС; 2) Роль нисходящей регуляции внимания к слуховому каналу в обработке речевых и неречевых звуков в слуховой коре мозга человека; 3) Нарушения ранней обработки речевых и неречевых звуков в слуховой коре как возможный нейромаркер для стратификации детей с РАС Трудности восприятия речи на слух, характерныe для детей с РАС наиболее заметны в затрудненных условиях, таких как высокий уровень шума. Остается однако неясным, в какой мере эти трудности зависят от скорости лексического доступа, т.е. скорости с которой мозг может найти нужное слово в памяти и «извлечь» его смысл. Для ответа на этот вопрос, для 144 простых двусложных слов мы рассчитали корреляции оценок их перцептивной сложности при восприятии в шуме с оценками скорости лексического доступа. Относительную сложность распознавания для каждого слова мы оценили отдельно на основе процента ошибок, отдельно в группах ТР детей и детей с РАС. Оказалось, что слова сложные для восприятия у ТР детей были сложными и для детей с РАС и наоборот: интраклассовые корреляции оценок между группами детей с ТР и РАС превышали 0.9. Затем, для всех использованных слов, мы сравнили оценки их перцептивной сложности с оценками скорости лексического доступа, полученными в задаче лексического решения. Несмотря на то, что оценки скорости лексического доступа были получены на независимой группе нейротипичных участников, они надежно и в сходной степени коррелировали с перцептивной сложностью восприятия слов в шуме как у ТР детей, так и у детей с РАС. Эти результаты свидетельствуют о том, что сложность речевого материала вносит значимый вклад в разборчивость речи у детей, независимо от наличия РАС и что этот фактор необходимо учитывать при проектировании тестов на разборчивость речи. Атипичные мозговые реакции на речевые звуки при РАС могут быть отчасти связаны с атипичной регуляцией внимания. Для исследования этого вопроса мы разработали экспериментальную парадигму, которую сначала проверили на нейротипичных взрослых испытуемых. Как перцептивная значимость, так и целенаправленное внимание усиливают обработку сенсорных сигналов мозгом. Однако остаётся неясным, как мозг реагирует на конфликт между целевым и перцептивно значимым стимулом. У человека непроизвольное перераспределение ресурсов на обработку значимых звуков, таких как звуки речи, может мешать обнаружению нейтрального целевого сигнала, предъявляемого на их фоне. Поскольку подавление перцептивно значимых шумов, интерферирующих с целью, не менее важно для селективного внимания, чем облегчение обработки целевых стимулов, мы предположили, что внимание к цели будет снижать усиленную обработку речевых звуков (гласных), когда они являются фоном. Мы зарегистрировали магнитоэнцефалограмму у 31 участника в двух условиях: пассивное прослушивание и выполнение задачи на обнаружение короткого целевого звука, предъявляемого на фоне 600-мс стимулов (гласных и других спектрально сложных звуков с регулярной и нерегулярной структурой). Анализ вызванных ответов слуховой коры на фоновые нецелевые звуки показал, что внимание усиливало компонент N100m для всех стимулов, но снижало амплитуду устойчивой негативности обработки (УН), начиная примерно с 200 мс после начала подачи фонового звука. Эффект подавления УН наблюдался преимущественно для гласных. Результаты согласуются с данными о неспецифическом усилении N100m при направленном внимании к слуховому потоку и впервые демонстрируют противоположный эффект для УН. Избирательность и поздняя латентность подавления указывают на активное торможение обработки перцептивно значимых фоновых гласных звуков, мешающих выполнению задачи. Эти данные свидетельствуют о существовании активного механизма тормозной регуляции фоновой помехи при внимании и открывают перспективы для изучения его нарушений у детей с РАС. Помимо когнитивных трудностей, вклад в речевые проблемы у детей с РАС могут вносить и низкоуровневые нарушения, связанные с атипичной обработкой звуков речи на уровне центральных отделов слухового анализатора. P100 (в электроэнцефалограмме) /P100m (в магнитоэнцефалограмме) - ключевой ранний компонент слухового вызванного ответа у детей, который закономерно снижается в ходе развития - служит важным нейробиологическим маркером функционального созревания слуховой коры и/или способности мозга к фильтрации избыточной повторяющейся стимуляции. Результаты предыдущих исследований у детей с РАС противоречивы, но часть из них связывают особенности P100/P100m (высокая амплитуда, длинная латентность) с языковыми способностями и нарушениями как при ‘идиопатических’, так и при синдромальных (синдром Ретта, синдром ломкой X-хромосомы) формах РАС . Такие противоречия могут объясняться тем, что на параметры P100/P100m и особенности его нарушений при РАС влияют характеристики используемых в разных исследованиях акустических стимулов (речевые/неречевые звуки). В данном исследовании мы ставили следующие цели: 1. Изучить как акустические регулярности, характерные для речевых звуков (гласных), влияют на параметры P100m у детей. 2. Проверить, различается ли это влияние у детей с РАС и типично развивающихся (ТР) детей. 3. Исследовать связь между характеристиками P100m, вызванного регулярными и нерегулярными звуками, и общим уровнем языкового и когнитивного развития у детей с РАС. Результаты показали, что P100m-ответы на спектрально сложные звуки с временной или частотной регулярностью интегрируют как минимум два различных нейронных процесса: (1) транзиторный позитивный компонент, отражающий возбуждение слуховой коры при обнаружении любого звука и (2) устойчивый негативный компонент, преимущественно задействованный в обработке слуховых паттернов. Хотя, независимо от типа стимула, средние по группе характеристики P100m значимо не отличались у детей с РАС и ТР детей, более высокая амплитуда компонента Р100m в слуховой коре левого полушария у детей с РАС коррелировала со сниженными показателями их когнитивного и речевого развития. Наиболее надежная связь Р100m с задержкой психоречевого развития была выявлена для неречевых «шумовых» звуков, вызывающих P100m наибольшей амплитуды. Последнее указывает на общую, не специфичную для обработки речевых звуков, природу усиления левополушарного P100m у наиболее тяжелых детей с РАС. Одной из вероятных причин может быть общая задержка/нарушение морфофункционального созревания слуховой коры левого полушария, негативно влияющая на все «левополушарные» функции. Исходя из результатов нашей работы, для использования P100m в качестве маркера такого нарушения у детей с РАС, при исследовании слуховых вызванных ответов оптимально использовать неречевые «шумовые» звуки.

Публикации

1. Фадеев K.A., Ромеро Рейес, И.В., Гояева, Д.Э., Обухова Т.С., Овсянникова Т.М., Прокофьев А.О. и др. Детский компонент слухового ответа P100m чувствителен к паттернам и отражает речевые способности детей с расстройствами аутистического спектра Когнитивная наука в Москве: новые исследования. Материалы конференции 25 – 26 июня 2025. Под ред. Е. В. Печенковой, М. В. Фаликман, А. Я. Койфман. – М.: ООО «Буки Веди», Московский институт психоанализа. 2025 г. — 668 стр., Фадеев К.А., Ромеро Рейес И.В., Гояева Д.Э., Обухова Т.С., Овсянникова Т.М., Прокофьев А.О., Рытикова А.М., Новиков А.Ю., Строганова Т.А., Орехова Е.В. Детский компонент слухового ответа P100m чувствителен к паттернам и отражает речевые способности детей с расстройствами аутистического спектра // Когнитивная наука в Москве: новые исследования. Материалы конференции, 25–26 июня 2025 г. / под ред. Е.В. Печенковой, М.В. Фаликман, А.Я. Койфмана. — М.: Буки Веди; Московский институт психоанализа, 2025. — С. 521–526. (год публикации - 2025)

2. Морозова М.В., Ромеро Рейес И.В., Фадеев К.А., Плиева А.М., Строганова Т.А, Орехова Е.В. Эффекты облегчения и подавления обработки в слуховой коре человека при селективном внимании ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И СИСТЕМЫ 2024 сборник трудов 48-й междисциплинарной школы-конференции ИППИ РАН Москва, 24–26 сентября 2024 года , принята в печать, сборник выходит 02.2026 (год публикации - 2026)

3. Фадеев К.А., Орехова Е.В. Детский компонент слухового ответа P100m чувствителен к паттернам и связан с языковыми способностями у детей с РАС Volga Neuroscience Meeting: Тезисы Пятой международной конференции (Нижегородская обл., г. Дзержинск, п. Желнино, 25-29 августа 2025 г.). Н. Новгород, Университет Лобачевского. 2025. 188 с., Фадеев К.А., Орехова Е.В. Детский компонент слухового ответа P100m чувствителен к паттернам и связан с языковыми способностями у детей с РАС // Volga Neuroscience Meeting 2025: тезисы Пятой международной конференции (Нижний Новгород, 25–29 августа 2025 г.). — Н. Новгород: Университет Лобачевского, 2025. — С. 12–13. (год публикации - 2025)

4. Фадеев К.А., Ромеро Реыес И.В., Гояева Д.Е., Овсянникова Т.М., Прокофьев А.О. и др. Auditory P100m and Language Difficulties in Children with ASD: Effects of Vowel-Like Acoustic Structure Autism Research (год публикации - 2026)