Autismus und das Gehirn

Sheldon Cooper, BBC Sherlock und Ebed von der " Community " gehen an die Bar. Der Barkeeper schaut auf und sagt: "Ist das ein Witz über die Überbeanspruchung des autistischen Bildes in Filmen?"


Symptome von Autismus: ungewöhnlicher Umgang mit Spielzeug; Unfähigkeit, Beziehungen zu anderen aufzubauen; Lachen oder Weinen fehl am Platz; Hyperaktivität oder Passivität; Zu große oder zu kleine Empfindlichkeit gegenüber Geräuschen; seltsame Anhaftung an Gegenstände; schlechte Sprache oder Mangel an Sprache; Schwierigkeiten bei der Änderung von Gewohnheiten; Unaufmerksamkeit gegenüber der Gefahr.

Wenn Sie meinen erstaunlichen Sinn für Humor beiseite legen, wenn es eine psychische Störung gibt, die in den Medien zu oft erwähnt wird, dann ist dies ( hochfunktioneller ) Autismus. Drehbuchautoren lieben es, brillante, sozial ungeeignete Nerds in die Erzählung aufzunehmen, die unlösbare Rätsel lösen und gewöhnliche Menschen unlogisch aussehen lassen. Aber wie entspricht dieses Stereotyp der Realität? Und was ist Autismus, wenn es nicht Sheldon Cooper ist? Einige glauben, dass es mit der Möglichkeit eines „ Regenmanns “ gleichgesetzt werden kann, die Anzahl der Streichhölzer in einer Schachtel nach einem kurzen Blick darauf zu zählen, während andere möglicherweise entscheiden, dass dies zu einem Mangel an sozialen Fähigkeiten und zu einer großen Sammlung von Flaschenverschlüssen führt. Zum größten Teil liegt die Wahrheit irgendwo dazwischen: Autismus ist ein sehr weit gefasstes Konzept (aus gutem Grund wird es als Autismus-Spektrum-Störung bezeichnet ), und es gibt in diesem Bereich keine zwei identischen Diagnosen. Mal sehen, was es wirklich ist und welche Art von Beteiligung das Gehirn hier nimmt.

Autismus-Spektrum-Störung

Autism Spectrum Disorder (ASD) ist der Name einer Gruppe von Störungen der Gehirnentwicklung. Diese Störung ist recht häufig: Ungefähr 1% aller Menschen haben sie (bei Männern tritt sie 4-7 Mal häufiger auf als bei Frauen). Zusätzlich zum Autismus selbst umfasst diese Störung das Asperger-Syndrom , das als sparsamere und hochfunktionelle Version des Autismus bekannt ist, und eine durchdringende Entwicklungsstörung (so etwas wie eine Zwischenerkrankung zwischen Asperger und Autismus). Alle diese Bedingungen sind gekennzeichnet durch beeinträchtigte Sozialisations- und Kommunikationsfähigkeiten sowie sich wiederholendes / strukturiertes Verhalten und Bindungen. Die Schwere bestimmter Verstöße bestimmt, wo sich die Person im Spektrum befindet. Jemand kann schweigen und Stunden damit verbringen, sich vollständig in sich wiederholende Aktivitäten zu vertiefen. Jemand kann ohne Unterbrechung über seine Interessen sprechen, ohne Hinweise darauf zu bemerken, die Geschichte zu stoppen und Ironie oder Sarkasmus nicht zu verstehen.

RAS impliziert nicht standardmäßig das Vorhandensein brillanter Intelligenz (sorry, Sheldon!). Das Niveau der kognitiven Funktionen bei Autismus reicht von Behinderung bis Superintelligenz . Obwohl es nicht mehr in Mode ist, Autismus mit einem kleinen IQ in Verbindung zu bringen (Wissenschaftler beginnen zuzugeben, dass dies möglicherweise auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass Standard-IQ-Tests nicht die kognitiven Fähigkeiten autistischer Kinder widerspiegeln), haben neuere Studien gezeigt, dass fast die Hälfte der Kinder mit ASD eine durchschnittliche Intelligenz haben oder etwas überdurchschnittlich. Um das Thema zu verwirren, erwähne ich außerdem, dass in einer kürzlich in Nature veröffentlichten Studie gezeigt wurde, dass Gene, die mit einem erhöhten Risiko für Autismus assoziiert sind, mit hoher Intelligenz assoziiert werden können (außerdem Menschen, die diese genetische Kombination haben, aber keine ASD nachgewiesen haben , besser mit kognitiven Tests fertig geworden).

ASD hat keine bekannte Ursache. Es wird angenommen, dass die Genetik eine wichtige Rolle dabei spielt (Autismus tritt bei Verwandten auf, die Wahrscheinlichkeit seines Auftretens bei beiden identischen Zwillingen ist höher als bei Zwillingszwillingen usw.). Es ist jedoch nicht klar, was passiert: Es gibt kein „Autismus-Gen“, sondern nur eine komplexe Reihe von Wechselwirkungen ( 1 , 2 , 3 ). Es ist jedoch klar, dass zumindest einige Gene für eine abnormale Gehirnentwicklung bei ASD verantwortlich sind.

Autismus Gehirn

Ein Gehirn mit Autismus unterscheidet sich in vielen Aspekten von einem „neurotypischen“. Erstens ist bei Kindern mit ASD das Gehirn größer ( 1 , 2 , 3 ). Ein möglicher Grund ist eine größere Menge weißer Substanz als Menschen ohne Autismus. Zwischen 6 und 14 Monaten durchlaufen Kinder normalerweise eine Phase des schnellen Wachstums von Synapsen (Verbindungen zwischen Nervenzellen), gefolgt von einem „Reinigungsprozess“, wenn unnötige Verbindungen beseitigt werden. Es wird angenommen, dass bei Kindern mit ASD diese Reinigung nicht gut verläuft und sie eine ungewöhnlich große Anzahl von Synapsen haben, die die normale Verbreitung von Informationen beeinträchtigen. Eine Studie untersuchte das Gehirn autistischer Kinder unterschiedlichen Alters (die unter verschiedenen Umständen starben). Es stellte sich heraus, dass in den letzten Stadien der Kindheit die Anzahl der Synapsen in ihrem Gehirn nur um 16% abnahm, im Gegensatz zu Kontrollfällen, in denen diese Anzahl halbiert wurde . Sie entdeckten auch einen möglichen Grund dafür: Eine Schädigung des Proteins, die unter normalen Bedingungen den Zellen helfen sollte, egal wie scharf es klingt, einige ihrer Teile zu zerstören (Autophagie). Infolgedessen blieben zusätzliche Synapsen im Gehirn und seine Zellen waren mit alten und beschädigten Teilen verstopft, die nicht beseitigt werden konnten. Wissenschaftler waren in der Lage, Autophagie und Reinigung wiederherzustellen und autistisches Verhalten bei Mäusen umzukehren, indem sie ihnen Medikamente zur Verfügung stellten, die die Funktion dieses Proteins wiederherstellen.

Ein weiterer Faktor, der bei der Vergrößerung des Gehirns eine Rolle spielen kann, ist die Anzahl der Neuronen im präfrontalen Kortex, die für so komplexe Dinge wie Argumentation, Kommunikation, soziale Interaktionen usw. verantwortlich sind. Es wurde festgestellt, dass autistische Jungen im präfrontalen Kortex 67% mehr Neuronen haben und ihr Gehirn 17% mehr wiegt als ihre Altersgenossen ohne Autismus. In diesem Fall ist die Quantität nicht gleich Qualität: Dies führt zu einem starken Anstieg potenzieller Verbindungen und damit potenzieller Probleme in Nervenzellnetzwerken. Erwähnenswert ist auch, dass Neuronen des präfrontalen Kortex während der Schwangerschaft geboren werden, dh Autismus kann im Mutterleib beginnen. Dies wird helfen, die genauen molekularen Mechanismen zu verstehen, die mit dem Auftreten einer übermäßigen Anzahl von Neuronen verbunden sind, und vielleicht - ein kleiner Traum - Behandlungsmethoden zu entwickeln.


Kleine weiße Pickel (dendritische Stacheln) sind die Bindungsstellen für Neuronenverbindungen. Links sind zu viele. Auf der rechten Seite wirkt das Autophagie-Protein und die Anzahl der Stacheln nimmt auf den Normalwert ab.

Apropos Verbindungen. Wir wissen, dass das autistische Gehirn eine andere Struktur hat, aber wir wissen nicht genau, wie (da sich die Ergebnisse der Untersuchung von Zusammenhängen aufgrund unterschiedlicher Methoden und Tests widersprechen). Einige Studien haben gezeigt, dass ein Gehirn mit ASD zu starke Verbindungen hat , während andere zu schwach sind . Dennoch glauben Wissenschaftler, dass in dieser Verwirrung Muster auftreten, zum Beispiel weniger Verbindungen zwischen entfernten Teilen des Gehirns (und diese Verbindungen sind schwächer) und mehr Verbindungen auf kurze Distanz.

Die Theorie der " intensiven Welt " basiert auf diesen Entdeckungen. Sie argumentiert, dass lokale Hyperverbindungen in bestimmten Teilen des Gehirns zu übermäßigen Funktionen führen, was wiederum zu Überempfindlichkeit gegenüber Informationen und extremer Aufmerksamkeits- und sensorischer Verarbeitung führt. Dies klingt nicht so schlecht und kann die Möglichkeiten von Genies erklären, aber die schwache Verbindung von entfernten Standorten erschwert das Bewusstsein für all diese eingehenden Informationen und die Möglichkeit, eine vorrangige Informationsquelle auszuwählen (da die Informationen nicht korrekt integriert werden können). Dies überlastet das Bewusstsein schnell, sodass Menschen mit ASD versuchen, mit sensorischer Überlastung fertig zu werden, sich von der Gesellschaft zu entfernen oder sich mit sich wiederholenden Handlungen zu beschäftigen (die dazu beitragen, ein Gefühl der Stabilität zu schaffen und die Welt in irgendeiner Weise zu hell zu halten). Und obwohl dies tatsächlich eine sehr interessante Theorie ist, muss sie mit Vorsicht behandelt werden, bis sie richtig studiert wird.


Obere Reihe: schwächere Verbindungen bei Patienten mit ASD im Vergleich zu gesunden Menschen.
Untere Reihe: Die Verbindungen, die Menschen mit ASD haben, sind stärker.

Eines der Hauptzeichen von ASD ist eine Störung der sozialen Interaktion. Autisten sehen möglicherweise aus wie Menschen, die nicht an sozialen Hinweisen interessiert sind, oder wie Menschen, die sie nicht lesen können. Zu den häufigsten Problemen mit unterschiedlichem Schweregrad gehört die Unfähigkeit, Mimik, Sarkasmus, Ironie, Gefühle und Sichtweisen anderer Menschen zu entziffern. Es gibt einige Dinge im Gehirn, die dieses Phänomen erklären können. Ein Modell für die Entwicklung sozialer Kompetenzen besagt, dass wir eine angeborene Gesichtserkennungsfähigkeit haben und dass die Kleinhirnmandel, eines der emotionalen Zentren, diese Fähigkeit bei Säuglingen verbessert und ihnen Freude macht, wenn sie die Gesichter von Menschen betrachten, die sich um sie kümmern. Infolgedessen schauen wir oft auf Gesichter und sammeln viel Erfahrung, indem wir ihre Ausdrücke verarbeiten und lesen. Dies geschieht mit Hilfe eines „Fusiform Face Area“ (FFA), der dank der gesammelten Erfahrung die Fähigkeit zur Analyse von Gesichtsausdrücken erhöht. Im Modell wird angenommen, dass diese Erfahrung zu einer Referenz für das Verständnis nonverbaler Kommunikation und komplexer sozialer Interaktionen wird. Und bei Kindern mit Autismus scheinen sich FFA und Kleinhirnmandel nicht richtig zu entwickeln, was die Produktion sozialer Erfahrung schwächt.

Es gibt Beweise für diese Idee. Das Verfolgen von Augenbewegungen zeigt, dass Menschen mit ASD ein bestimmtes Muster haben: Sie widmen entweder weniger Zeit dem Studieren von Gesichtern als gesunde Menschen, wenn sie ein Video mit Menschen ansehen , oder wenn sie Gesichter untersuchen, schauen sie auf den Mund und nicht auf die Augen (im Gegensatz zu gesunden Probanden) ) Dieses Sehmuster fällt zusammen mit dem Überspringen sozialer Hinweise und den Problemen der Kommunikation mit Menschen, die häufig von Menschen mit ASD gezeigt werden. Eine andere Studie zeigt, dass Autisten dazu neigen, von den Augen anderer Menschen wegzuschauen. Je länger der Augenkontakt anhält, desto aktiver ist die Kleinhirnmandel - was auf Versuche hinweist, unangenehme Empfindungen zu vermeiden (die Mandel ist auch dafür verantwortlich, eine unangenehme Erfahrung zu vermeiden).

Darüber hinaus nimmt die Mandel bei Autisten mit zunehmendem Alter stärker ab als bei neurotypischen Menschen. Der spindelförmige Bereich erfährt ebenfalls atypische Veränderungen: Er reagiert viel schwächer auf autistische Gesichter und seine Verbindungen zur Amygdala sind geschwächt (was mit einer Studie zusammenfällt, die zeigt, dass Kinder mit Autismus Probleme mit der Erkennung von Gesichtsausdrücken haben).

Darüber hinaus konnten Wissenschaftler in einer kürzlich durchgeführten Studie empathisches Verhalten bei Ratten ein- und ausschalten, indem sie eine bestimmte Kontur in der Kleinhirnmandel manipulierten. Als der mittlere Teil der Mandel ausgeschaltet wurde, nahmen die Ratten ruhig wahr, wie schockiert ihr Nagetierfreund war. Als es sich einschaltete, zeigten sie plötzlich wieder Empathie (bei Ratten bedeutet dies, dass sie solidarisch mit dem verletzten Kameraden erstarrten). Ein weiteres potenzielles Ziel für pharmakologische Interventionen!


Die rote Linie ist der Blick von Menschen mit (rechte Spalte) und ohne (linker) Autismus.

Eine andere Sache, mit der Autisten Probleme haben können, ist Empathie (es gibt zwei Arten: kognitiv, dh „Ich verstehe, dass eine Person fühlt“ und emotional, „ich fühle dasselbe“) und ein Modell der menschlichen Psyche . MPS bedeutet die Fähigkeit zu verstehen, dass andere Menschen ihre eigenen Gedanken, Gefühle und Sichtweisen haben. Es ermöglicht uns, das Verhalten anderer vorherzusagen, basierend darauf, was wir über das denken, was sie denken können. Natürlich wäre es zu viel Vereinfachung zu sagen, dass Autisten nicht verstehen, dass andere Menschen ihre eigenen Ansichten, Überzeugungen usw. haben. Abhängig von der Position auf der Spektrumskala verstehen dies viele von ihnen. Es ist nur so, dass diese Überzeugungen oft ein Geheimnis für sie sind. Ein typischer Test für das Fehlen von MPS bei einem Kind ist die im Bild dargestellte Sally-Ann-Aufgabe. Autistische Kinder lösen es normalerweise nicht richtig.


Für autistische Kinder ist es normalerweise schwieriger zu verstehen, dass Sally zuerst nach dem Ball in dem Korb sucht, in den sie ihn zuerst gelegt hat

Auch bei Problemen mit Empathie ist das nicht so einfach. Einige Studien deuten darauf hin, dass Menschen mit MPS Probleme mit kognitiver Empathie haben - es ist schwierig für sie, „den Platz einer anderen Person einzunehmen“ und zu verstehen, wie sie sich fühlen ( 1 , 2 , 3 ). Aber mit emotionalem Einfühlungsvermögen scheinen die Probleme geringer zu sein - wenn sie verstehen können, was die andere Person fühlt, können sie dieselben Gefühle erfahren und dieselbe emotionale Reaktion zeigen. Aber Psychopathen zeigen das Gegenteil: Sie verstehen gut, was andere Menschen fühlen, können aber im Allgemeinen kein Mitgefühl zeigen , sowohl in unangenehmen als auch in angenehmen Situationen.

Es gibt mehrere Kandidaten für die Rolle des IPU-Frameworks. Der temporal-parietale Knoten (VTU) ist eines der Hauptmitglieder dieses Netzwerks. Sie sagen, dass er dafür verantwortlich ist, die Gedanken einer anderen Person zu bestimmen (was er fühlt und was er denkt), die visuelle Wahrnehmung einer anderen Person (wie er es sieht) und andere für MPS notwendige Prozesse zu bewerten . Es wurde gezeigt, dass es bei Patienten mit ASD bei den mit MPS verbundenen Aufgaben weniger aktiviert ist und diese Aktivierung mit der Schwere der Symptome korreliert (je stärker sie sind, desto weniger Aktivierung). Darüber hinaus wurde festgestellt, dass bei Autisten das gesamte Netzwerk der an MPS beteiligten Standorte hypoaktiv ist .

In einigen Studien fanden Wissenschaftler heraus, ob es möglich ist, die Empathie oder Wahrnehmung menschlicher MPS durch nicht-invasive Hirnstimulation zu beeinflussen (durch Steuerung der Gehirnaktivität durch elektromagnetische Felder oder elektrischen Strom). Und als die Arbeit der VTU unterdrückt wurde, zeigten die Menschen schlechtere Ergebnisse bei Tests auf kognitive Fähigkeiten und Empathie. Mit seiner Aufregung begannen die Menschen , den visuellen Standpunkt anderer Menschen besser einzuschätzen . Interessanterweise ließ eine sechsmonatige transkranielle Magnetstimulation in einer Studie, die nicht speziell auf emotionales Erwachen abzielte (sie versuchten lediglich, die Wirkung der Stimulation auf die Erkennung von Objekten durch Menschen zu messen), bei einer Person mit Asperger-Syndrom Folgendes fühlen : „Irgendwie ich Ich las ihre Mimik und reagierte instinktiv und korrekt auf sie. Die meisten Menschen halten solche Fähigkeiten für selbstverständlich, aber ich konnte solche Dinge mein ganzes Leben lang nicht erkennen und sagte nein Oh, was wird gebraucht - manchmal das Schlimmste von allem, was möglich ist - als Antwort auf die logischen Worte, die von anderen gesprochen werden. Eine innere Stimme sagte mir, dass ich in ihre Seelen schauen kann. Dann spürte ich eine neue Welle von Emotionen und musste ausgehen, als diese Welle fegte Die Augen der Menschen verwandelten sich in Fenster, und der Strom von Emotionen, der aus ihnen strömte, war sehr stark. Irgendwie schien mir meine Fähigkeit instinktiv und natürlich zu sein, als wäre es immer bei mir gewesen. "Wow. Jeden Tag spüre ich die Emotionen und sie überraschen mich immer noch. Für ihn sollte das alles ziemlich schwierig sein.

Zusammenfassend können wir sagen, dass die nicht-invasive Hirnstimulation vielversprechende Möglichkeiten für die Behandlung von ASD bietet. Mehrere Studien haben die transkranielle Stimulation erfolgreich angepasst, um obsessive Wiederholungen, verbesserte Sprache und dergleichen zu ermöglichen. Die transkranielle Stimulation mit Gleichstrom, tDCS, scheint trotz der Billigkeit und Einfachheit auch Versuche wert zu sein, sie zu untersuchen. Wäre es nicht cool, wenn wir den Switch eindeutig identifizieren könnten, indem wir auf welchen klicken, um Empathie und MPS zu verbinden?

Und zu guter Letzt. Führen Impfstoffe zu Autismus? Nein.


Nur eine Sekunde ... In der Tat gibt es in der Wissenschaft einige Menschen mit Störungen aus dem autistischen Spektrum. Es bedeutet ... dass Autismus zu Impfstoffen führt!