Richard MilnesAuf KDPV - dem Gebäude des Sydney Opera House, blau hervorgehoben zur Unterstützung des World Autism Awareness Day. Ein Artikel von Maya Salavitz beschreibt Henry Markrams Theorie der intensiven Welt.
Teil 1Teil 3* * *
Er lernte seine zweite Frau, Camilla Senderek, im Jahr 2000 auf einer Konferenz über Neurobiologie kennen. Anat Markram war bereits geschieden. "Es war Liebe auf den ersten Blick", sagt Camilla.
Ihre Eltern verließen das kommunistische Polen nach Westdeutschland, als Camille fünf Jahre alt war. Sie lernte Markram kennen, als sie einen Abschluss in Neurowissenschaften vom Max-Planck-Institut erhielt. Marcram zog nach Lausanne, um am Human Brain-Projekt zu arbeiten, und begann dort ihr Studium.
Sie war groß wie ihr Ehemann, hatte glattes blondes Haar und grüne Augen und trug bei einem Treffen im Büro am Genfersee eine dunkelblaue Jacke, einen Pullover und Jeans. Hier betreibt sie neben dem Studium des Autismus die viertgrößte Open-Source-Forschungspublikation der Welt, Frontiers, mit mehr als 35.000 Wissenschaftlern als Herausgeber und Gutachter. Sie lacht, als ich das Knöchelechsen-Tattoo bemerke: eine Erinnerung an die Faszination der Teenager für The Doors.
Auf die Frage, ob sie besorgt sei, einen Mann zu heiraten, dessen Sohn Probleme mit dem Verhalten habe, antwortete sie, als wäre eine solche Frage nie aufgetaucht: "Ich wusste bereits über Kai's Probleme Bescheid", sagt sie Zu diesem Zeitpunkt war er bereits ziemlich impulsiv und schwer zu kontrollieren. “
Das erste Mal, als sie Zeit verbrachten, war Kai sieben oder acht Jahre alt. „Vielleicht hatte ich ein paar blaue Flecken und Bisse an meinen Händen, er war etwas mit etwas. Er könnte plötzlich losbrechen und etwas Gefährliches tun, also musste man auf der Hut sein “, sagt sie und bemerkt, dass Kai direkt auf die Straße rennen könnte. "Es war sehr schwierig mit ihm", sie zuckt die Achseln, "aber er antwortete normalerweise die gleiche Liebkosung."
"Camilla war wunderbar", sagt Marcram. „Systematischer und klare Regeln festlegen. Sie hat ihm sehr geholfen. Überhaupt nicht, wie die Stiefmutter in den Filmen gezeigt wird. “ Bald begann das Ehepaar am Schweizerischen Staatlichen Institut für Technologie (EFPL) mit der gemeinsamen Erforschung von Autismus. „Wir haben viel miteinander gesprochen und beide waren enttäuscht, dass die Wissenschaft nicht mehr helfen konnte“, erinnert sich Markram. Ihre gemeinsamen Interessen als Eltern verbunden mit ihrer Forschungsbegeisterung.
Sie begannen, das Gehirn auf Signalebene zu untersuchen. Markram nahm eine Doktorandin, Tanya Rinaldi Barkat, mit, um das beste Tiermodell zu finden, da solche Studien nicht am Menschen durchgeführt werden können.
Als ich dort war, schaute Barkat in Camillas Büro, vor zehn Jahren wechselte sie zu anderen Studien. Sie begrüßte ihre ehemaligen Kollegen herzlich.
Barkat begann seine Forschung für Abschlussarbeiten mit einer Literatursuche nach einem Tiermodell. Sie kamen zu dem Schluss, dass der dem menschlichen Autismus bei Ratten am ähnlichsten ist, die pränatale Wirkung von
Valproinsäure (VPA, Depakote) verursacht. Wie andere "autistische" Ratten zeigten Ratten mit VPA abnormales soziales Verhalten, sich wiederholende Handlungen, wie übermäßiges Bürsten.
Noch wichtiger ist jedoch, dass bei schwangeren Frauen, denen VPA zur Kontrolle von Anfällen verschrieben wurde, das Risiko, ein Kind mit Autismus zu bekommen, um das Siebenfache gestiegen ist. Eine Studie aus dem Jahr 2005 ergab, dass 9 Prozent dieser Kinder Autismus haben.
Aufgrund der Assoziation von VPA mit Autismus schien die Wirkung auf tierische Zellen ähnlich zu sein. Der Neurobiologe, der VPA bei Ratten untersuchte, sagte mir einmal: "Ich sehe dies nicht als Modell, sondern als Wiederholung der Krankheit bei anderen Arten."
Barkat machte sich an die Arbeit. Frühe Studien zeigten, dass die Zeit und die Dosis der Exposition kritisch sind: Unterschiedliche Perioden können zu entgegengesetzten Symptomen führen, und große Dosen verursachen manchmal körperliche Deformitäten. Die „beste“ Zeit, um bei Ratten autistische Symptome zu verursachen, ist der 12. embryonale Tag, daher gab Barkat das Medikament zu diesem Zeitpunkt.
Die Arbeit war zunächst unerträglich. In den ersten zwei Jahren untersuchte Barkat einige Jahre zuvor inhibitorische Neuronen aus der Großhirnrinde von Ratten mit VPA unter Verwendung der gleichen Patch-Clamp-Methode wie Markram. Wenn diese Zellen weniger aktiv wären, würde dies das von Merzenich vorgeschlagene Ungleichgewicht bestätigen.
Sie wiederholte das Experiment und machte ordentliche Klammern, um die Bremswege zu untersuchen. Aber nach zwei Jahren dieser technisch komplexen, mühsamen und mühsamen Arbeit hatte sie nichts zu zeigen.
"Ich habe keinen Unterschied gesehen", sagt sie, "sie sahen ganz normal aus." Sie fuhr fort, Zelle für Zelle Klammern herzustellen und wiederholte den Vorgang endlos - aber auch hier gab es keine Abweichungen. Wie sie selbst sagt, wurde sie zumindest Spezialistin für diese Technik.
Markram war bereit aufzugeben, aber Barkat widersprach und sagte, dass sie von Bremse zu aufregenden VPA-Netzwerken wechseln wollte. Dort fand sie eine Lösung.
"Es gab einen Unterschied in der Erregbarkeit des gesamten Netzwerks", sagt sie begeistert. VPA-Netzwerkzellen reagierten doppelt so häufig wie normale Zellen - und sie hatten redundante Verbindungen. Wenn eine normale Zelle Verbindungen mit zehn anderen hatte, war die VPA-Zelle mit zwanzig verbunden. Außerdem reagierten sie nicht weniger. Im Gegenteil, sie waren hyperaktiv, was nicht unbedingt ein Defekt ist: Ein Netzwerk mit einer großen Anzahl von Verbindungen ist flexibler und lernt schneller.
Aber was bedeutete das alles für autistische Menschen? Während Barkat den Kortex untersuchte, beobachtete Camilla Markram das Verhalten von Ratten und stellte im Vergleich zu normalen Ratten ein erhöhtes Maß an Angst fest. „Es war eine Goldmine. Der Unterschied war mit bloßem Auge sichtbar. Der VPA der Ratte war anders und das Verhalten war anders “, sagt Markram. Sie hatten mehr Angst und lernten schneller, was sie fürchten sollten, aber langsamer erkannten sie, dass die zuvor bedrohliche Situation jetzt sicher war.
Im Gegensatz zu gewöhnlichen Ratten, die bei bestimmten Geräuschen elektrischen Impulsen ausgesetzt waren, hatten VPA-Ratten nicht nur Angst vor dem Geräusch, sondern auch vor dem Gitter selbst und allem, was damit zusammenhängt - Farben, andere unterscheidbare Geräusche, Gerüche.
"Die Angst hat sich vervielfacht", sagt Markram. „Dann haben wir uns die Reaktion der Zellen in der Mandel angesehen, sie waren auch hyperaktiv. Großartig. "
* * *
Markram verstand die Bedeutung dieser Ergebnisse. Er erkannte, dass Überempfindlichkeit, Gedächtnis und emotionale Systeme sowohl die Talente als auch die Schwierigkeiten von Autismus erklären können. Schließlich bestand das VPA-Problem für Ratten nicht darin, dass sie nicht lernen konnten - sie lernten zu schnell, mit großer Angst und Irreversibilität.
Er erinnerte sich an Kais Probleme - wie er seine Ohren mit den Händen bedeckte und sich weigerte, ins Kino zu gehen, Angst vor lauten Geräuschen, seiner eingeschränkten Ernährung und dem Schrecken neuer Gerichte hatte.
"Er erinnert sich an den Ort, an dem er im Restaurant saß und stundenlang versuchte, sich zum Salatessen zu zwingen", erinnert sich Camilla daran, dass sie ihm etwas dafür versprochen hat. Aber er konnte sich nicht zwingen, auch nur einen Bissen zu essen. Es war eindeutig eine überwältigende Zunahme der Angst.
Die Markrams erinnerten sich an Kai's Wutanfälle und fragten sich, ob sie durch starke Emotionen verursacht wurden. Sie erkannten, dass das Erkennen von Kais besonderer Sensibilität für bestimmte Situationen Wutanfälle verhindern kann, indem er eine stressige Situation vermeiden oder Stress reduzieren kann, bevor er unerträglich wird. Die Idee einer intensiven Welt hatte unmittelbare praktische Konsequenzen.
VPA-Daten zeigten auch, dass Autismus nicht auf ein einziges Gehirnnetzwerk beschränkt ist. Im Gehirn von Ratten-VPA waren sowohl die Amygdala als auch der Cortex überempfindlich gegen äußere Reize. Markrams entschied, dass Verhaltensstörungen möglicherweise kein Defekt in der sozialen Interaktion waren; Vielleicht sind sie das Ergebnis einer vollständigen Informationsüberflutung.
* * *
Stellen Sie sich vor, Sie wären ein Baby in einer Welt endloser und unvorhersehbarer Empfindungen. Es überrascht nicht, dass ein betäubtes Baby versuchen kann zu fliehen. Camilla vergleicht dies mit Schlaflosigkeit, Jetlag und gleichzeitigem Kater. „Wenn du in den ein oder anderen Nächten nicht schläfst, tut alles weh. Aus dem Licht. Aus dem Ton. Du versteckst dich ", sagt sie.
Im Gegensatz zu Erwachsenen können kleine Kinder jedoch nicht rennen. Sie können nur weinen und schwingen und dann versuchen, Berührungen, Augenkontakt und andere starke Gefühle zu vermeiden. Autistische Kinder können Muster und Vorhersehbarkeit genießen, nur um die Bedeutung von Chaos zu verstehen.
Wenn Kinder keinen Kontakt aufnehmen, um mit Überlastung fertig zu werden, verpassen sie gleichzeitig die sogenannte „sensible Phase“ - ein Entwicklungsstadium, in dem das Gehirn besonders anfällig ist und bestimmte Arten der externen Stimulation schnell assimiliert. Dies kann lebenslange Probleme hinterlassen.
Das Erlernen einer Sprache ist ein klassisches Beispiel: Wenn Kinder in den ersten drei Jahren keine Sprache lernen, sind ihre verbalen Fähigkeiten eingeschränkt. Historisch gesehen stellte dies eine falsche Verbindung zwischen Taubheit und geistiger Behinderung her: Bevor gehörlose Kinder in jungen Jahren anfingen, Gebärdensprache zu lernen, hatten sie häufig Sprachprobleme. Ihr Problem lag nicht in defekten „Sprachzonen“, sondern in der Tatsache, dass ihnen in einem kritischen Moment sprachliche Anreize verweigert wurden. (Das gleiche Phänomen erklärt übrigens, warum es für kleine Kinder einfach ist, eine zweite Sprache zu lernen).
Dies ist wichtig für Autismus. Wenn autistische Kinder nicht mehr reagieren, wenn sie überlastet sind, können ihre sozialen und sprachlichen Schwierigkeiten nicht auf beschädigte Bereiche des Gehirns zurückzuführen sein, sondern darauf, dass kritische Daten durch Lärm übertönt werden oder fehlen, weil versucht wird, sich zu einem Zeitpunkt zu verstecken, zu dem das Gehirn wirklich benötigt ähnliche Stimulation.
Die intensive Friedenstheorie erklärt auch die tragischen Ähnlichkeiten zwischen autistischen Kindern und missbrauchten Kindern. Missbrauchte Kinder schwanken oft, vermeiden Augenkontakt und haben soziale Probleme - wie autistische Kinder. Diese Parallelen haben Eltern autistischer Kinder seit Jahrzehnten verantwortlich gemacht, einschließlich des berüchtigten
„Mutterkühlers“. Aber wenn dieses Verhalten ein Mechanismus zur Überwindung von Stress ist, können autistische Menschen es nicht aufgrund von Missbrauch zeigen, sondern weil die übliche Erfahrung für sie überwältigend oder sogar traumatisch ist.
Markram fand weitere Konsequenzen heraus: Soziale Probleme können kein bestimmendes oder integrales Merkmal von Autismus sein. Eine frühzeitige Intervention zur Verringerung oder Mäßigung der Umwelt für ein autistisches Kind kann seine Talente schützen, während Autismusstörungen gemildert werden oder möglicherweise verschwinden.
Das VPA-Modell spiegelt auch andere paradoxe Anzeichen von Autismus wider. Übermäßige Empfindlichkeit ist am häufigsten, aber autistische Menschen sind auch oft
weniger schmerzempfindlich. Gleiches gilt für Ratten-VPA. Darüber hinaus führt Autismus zu einem abnormalen Wachstum des Gehirns, insbesondere des Kortex. Dort finden Studien einen Überschuss an Bindungen, sogenannten Minisäulen, die als Gehirn-Mikroprozessoren angesehen werden können. Ratten-VPA weisen ebenfalls diesen Überschuss auf.
Darüber hinaus wurden bei der Autopsie von nicht autistischen Wissenschaftlern redundante Minisäulen entdeckt, sodass eine ähnliche Organisation des Gehirns ohne soziale Probleme und zusammen mit außergewöhnlicher Intelligenz auftreten kann.
Als Hochleistungsmotor kann ein autistisches Gehirn nur unter bestimmten Bedingungen arbeiten. Aber unter diesen Bedingungen können solche Autos andere deutlich übertreffen - wie ein Ferrari im Vergleich zu Ford.
* * *
Die erste Veröffentlichung von Markramov-Studien erschien 2007: ein Dokument über VPA-Ratten im Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften. Es folgte eine Überprüfung bei Frontiers in Neuroscience. Im folgenden Jahr fand in der Gesellschaft für Neurologie (SFN) ein Symposium zu diesem Thema statt. 2010 aktualisierten und erweiterten sie ihre Ideen in der zweiten Frontiers-Veröffentlichung.
Seitdem wurden mehr als 30 Artikel über VPA-Ratten von anderen Gruppen veröffentlicht, was die Ergebnisse von Markrams erweitert. In diesem Jahr (2013) wurden am SFN mindestens fünf neue Studien zu VPA-Autismusmodellen vorgestellt. Die sensorischen Aspekte des Autismus wurden lange Zeit ignoriert, aber die Theorie der Intensivwelt und der Ratten-VPA haben sie in den Vordergrund gerückt.
Trotzdem war die Reaktion der Kollegen vorsichtig. Mit Ausnahme von Laurent Mottron, Professor für Psychiatrie und Leiter der Autismusforschung an der Universität von Montreal. Er war der erste, der Wahrnehmungsunterschiede als kritisch für Autismus herausstellte - noch vor den Marcrams. Nur wenige Forscher untersuchten sensorische Probleme vor ihm. Fast alle anderen konzentrierten sich auf soziale Themen.
Als Mottron zum ersten Mal vorschlug, dass Autismus mit dem verbunden ist, was er als „verbesserte Wahrnehmungsfunktion“ bezeichnet, sah er dies, wie die meisten Experten, als Folge eines Mangels an. Die Idee war, dass anscheinend die ausgezeichnete Wahrnehmung einiger autistischer Menschen durch Probleme mit der Funktionsweise des Gehirns verursacht wurde und historisch gesehen nur als „Nebenkompetenz“ abgelehnt wurde, nicht als Zeichen echter Intelligenz. Savants wurden früher "idiotische Savants" genannt; Es wurde angenommen, dass sie im Gegensatz zu den „echten“ Genies keine kreative Kontrolle über ihre außergewöhnlichen Gedanken hatten. Mottron beschrieb es so in einem Übersichtsdokument: "[A] Entenmenschen zeigten keine atypischen Wahrnehmungsstärken, zeigten jedoch die Unfähigkeit, Repräsentationen auf allgemeiner oder hoher Ebene zu bilden."
Mottrons Nachforschungen führten ihn jedoch zu der Annahme, dass diese Ansicht falsch war. Seine eigenen und andere Studien haben gezeigt, dass autistische Menschen nicht nur bei sensorischen Aufgaben auf „niedriger Ebene“ überlegen sind, z. B. bei einer besseren Definition des Musiktons und einer besseren Fähigkeit, bestimmte visuelle Informationen wahrzunehmen, sondern auch bei kognitiven Aufgaben, z. B. bei der Suche nach Mustern in visuellen IQ-Tests.
Es ist seit langem bekannt, dass die Entdeckung und Manipulation komplexer Systeme die Stärke des Autismus ist, so dass der Savant zu einem Stereotyp des Silicon Valley geworden ist. Im Mai kündigte SAP beispielsweise Pläne an, 650 autistische Personen aufgrund ihrer außergewöhnlichen Fähigkeiten einzustellen. Mathematik, Musik und wissenschaftliche Fortschritte erfordern das Verständnis und die Interaktion mit Systemen, Mustern und Strukturen. Sowohl autistische Menschen als auch ihre Familien sind in diesen Bereichen überrepräsentiert, was auf den Einfluss der Genetik hindeutet.
"Unsere Sichtweisen liegen in verschiedenen Bereichen [der Forschung], aber wir entwickeln Ideen, die sich wirklich berühren", sagt Mottron über die Marcrams und ihre intensive Theorie der Welt. (Er stellt auch fest, dass sie Zellphysiologie studieren und er das gesamte menschliche Gehirn ist).
Da Henry Markram von außen in dieses Gebiet gekommen ist und einen autistischen Sohn hat, fügt Mottron hinzu: „Er hat möglicherweise eine originelle Sichtweise und kann nicht von Klischees beeinflusst werden“, insbesondere diejenigen, die Talent für Fehler hielten. "Ich mag, was sie tun", sagt er, obwohl er nicht überzeugt ist, dass sie alle Details berücksichtigt haben.
Natürlich ist Mottrons Unterstützung nicht überraschend, da die Theorie einer intensiven Welt mit seinen eigenen Ergebnissen übereinstimmt. Aber selbst einer der Schöpfer des Konzepts der "Theorie der Vernunft" findet das meiste plausibel.
Simon Baron-Cohen, der das Autismus-Forschungszentrum an der Universität Cambridge leitet, sagte mir: „Ich bin offen für die Idee, dass soziale Defizite bei Autismus zusammen mit den kognitiven Aspekten von Empathie, dh der„ Theorie des Geistes “, von sensorischen Störungen herrühren können.“ Mit anderen Worten Das physiologische Modell von Markramov könnte die Ursache sein, und das soziale Defizit, das er untersucht, könnte eine Auswirkung sein. Er fügt hinzu, dass das Modell mit VPA-Ratten „neugierig“ ist. Er stellt jedoch auch fest, dass Autismus meistens nicht durch VPA verursacht wird und es möglich ist, dass sensorisch und mit sozio Defekte auftreten zusammen, anstatt sie verursacht.
Sein Kollege Uta Frith, Professor für kognitive Entwicklung am University College London, ist sich nicht so sicher. "Sie haben das Problem nicht gelöst", sagt sie über die Theorie einer intensiven Welt. "Ich möchte nicht sagen, dass dies Unsinn ist", sagt sie, "aber ich denke, sie versuchen zu viel zu erklären."