Te obrazy fMRI pokazują, jak osoby z dysleksją (po prawej) i osoby bez (po lewej) w różny sposób przystosowują się do głosu mówiącego. Kolorowe regiony pokazują adaptację lub zmianę w aktywacji mózgu po pierwszym usłyszeniu głosu i wielokrotnym słyszeniu go. Średnia mózgów bez dysleksji wykazuje silniejszą adaptację niż średnia mózgów z dysleksją. Dzięki uprzejmości Tylera Perrachione

Nowe głosy, dźwięki, obrazy, uczucia, smaki i zapachy wywołują reakcję mózgu zwaną szybką adaptacją neuronalną. To jest tak łatwe, że rzadko jesteśmy świadomi, że to się dzieje.

Jednak według nowej pracy problemy z adaptacją neuronalną mogą być przyczyną dysleksji, upośledzenia czytania. Badanie jest pierwszym, w którym wykorzystano obrazowanie mózgu do porównania adaptacji neuronalnej w mózgach osób z dysleksją i tych, którzy normalnie czytają.

W pierwszym eksperymencie zespołu ochotników bez dysleksji poproszono o łączenie wypowiadanych słów z obrazami na ekranie, podczas gdy badacze wykorzystywali funkcjonalne obrazowanie rezonansem magnetycznym (fMRI) do śledzenia aktywności ich mózgu. Badani próbowali testować na dwa różne sposoby.

W jednej wersji słuchali słów wypowiadanych przez różne głosy. W drugiej wersji usłyszeli wszystkie słowa wypowiadane tym samym głosem. Jak oczekiwali naukowcy, fMRI ujawnił początkowy wzrost aktywności sieci językowej mózgu na początku obu testów.

Ale podczas pierwszego testu mózg wciąż się kręcił z każdym nowym słowem i głosem. Kiedy głos pozostał ten sam w drugim teście, mózg nie musiał pracować tak ciężko. To się przystosowało.

Ale kiedy osoby z dysleksją wykonywały te same testy, ich aktywność mózgowa nigdy nie słabła. Jak radio, które nie może utrzymać częstotliwości, mózg nie przystosowywał się do spójnego głosu i musiał przetwarzać go za każdym razem na świeżo, jakby był nowy. Różnica była jeszcze wyraźniejsza u dzieci z dysleksją w wieku od sześciu do dziewięciu lat, które dopiero uczyły się czytać; w podobnym eksperymencie ich mózgi w ogóle nie przystosowały się do powtarzających się słów.

Perrachione i jego koledzy zastanawiali się, czy usterka adaptacyjna dotyczy tylko słów mówionych, czy też osoby z dysleksją miałyby problemy z przystosowaniem się również do innych bodźców. Przeprowadzili więc drugi zestaw eksperymentów, w których pokazali badanym powtarzające się serie słów, obrazów lub twarzy, ponownie używając fMRI, aby znaleźć spadek aktywności mózgu, który sygnalizuje adaptację neuronalną.

Ponownie odkryli, że mózgi osób z dysleksją nie przystosowały się – lub nie przystosowały się tak dobrze – jak te bez.

„Znaleźliśmy podpis wszędzie, gdzie spojrzeliśmy”, mówi Tyler Perrachione, adiunkt na Uniwersytecie w Bostonie.

„To nie są subtelne różnice”

Wyniki opublikowane w czasopiśmie Neuronsugerują, że mózgi osób z dysleksją muszą pracować ciężej niż „typowe” mózgi, aby przetwarzać przychodzące obrazy i dźwięki, co wymaga dodatkowego obciążenia umysłowego nawet przy najprostszych zadaniach.

„To, co mnie zaskoczyło, to wielkość różnicy. To nie są subtelne różnice”, mówi Perrachione. Dodatkowa praca mózgu może nie być zauważalna przez większość czasu, ale wydaje się, że ma wyjątkowo wyraźny wpływ na czytanie.

Wyniki mogą rozwiązać paradoks, który od dziesięcioleci nęka badaczy dysleksji.

„Osoby z dysleksją mają specyficzny problem z czytaniem, ale nie ma „czytającej części” naszego mózgu – mówi neurobiolog z MIT John Gabrieli, współautor artykułu, który był doradcą doktorskim Perrachione, kiedy prowadził większość badań opisanych w papier.

Urazy określonych części mózgu mogą spowodować utratę określonych umiejętności, takich jak zdolność mówienia, które znajdują się w tych obszarach mózgu. Ale ponieważ mózg nie ma dyskretnego ośrodka czytania, trudno jest zrozumieć, w jaki sposób zaburzenie może utrudniać czytanie i tylko czytanie.

Jak używanie zszywacza do wbijania gwoździa

Ta nowa praca częściowo rozwiązuje paradoks, ponieważ szybka adaptacja neuronalna jest funkcją mózgu „niskiego poziomu”, która działa jako element budulcowy dla funkcji abstrakcyjnych „wyższego poziomu”. Ale to otwiera kolejną tajemnicę, mówi Gabrieli. „Dlaczego są inne dziedziny, które tak dobrze radzą sobie osoby z trudnościami w czytaniu?”

Odpowiedź ma związek ze sposobem, w jaki uczymy się czytać, uważają naukowcy.

„Nie ma prawie niczego, co jest tak skomplikowane, jak czytanie”.

To dlatego, że nauka czytania jest niewygodna psychicznie. Ludzki mózg nie wyewoluował, by czytać — umiejętność czytania i pisania była powszechna dopiero w ciągu ostatnich dwóch stuleci — więc mózg musi zmienić przeznaczenie regionów, które wyewoluowały do ​​bardzo różnych celów. A ewolucyjna nowość czytania może pozostawić mózg bez planu awaryjnego.

„Czytanie jest tak wymagające, że nie ma skutecznej alternatywnej ścieżki, która by równie dobrze działała”, mówi Gabrieli. To jak używanie zszywacza do wbijania gwoździa — zszywacz może wykonać zadanie, ale wymaga to dużo dodatkowego wysiłku.

Wyniki fMRI pokazują, które części mózgu są obciążone, ale nie mówią dokładnie naukowcom, dlaczego osoby z dysleksją mają inną reakcję adaptacyjną. W przyszłości Perrachione i jego koledzy mają nadzieję zbadać, jak neurony i neuroprzekaźniki zmieniają się podczas adaptacji.

„Znalezienie podstawowej rzeczy, która jest prawdziwa w całym mózgu, daje nam lepszą okazję do rozpoczęcia poszukiwania połączeń między modelami biologicznymi a modelami psychologicznymi” – mówi Perrachione. Te powiązania mogą pewnego dnia doprowadzić do lepszych sposobów identyfikacji i leczenia dzieci z dysleksją.

Prace zostały sfinansowane przez Fundację Lawrence'a Ellisona, National Institutes of Health i National Science Foundation.

Źródło: Boston University

Powiązane książki

at Rynek wewnętrzny i Amazon