Semmelweis Egyetem Budapest Egészségtudományi Doktori Iskola Klinikai pszichológiai program
Kutatási terv
Az autizmus kognitív neuropszichológiai tényezői
Témavezető Dr. Bódizs Róbert
Hallgató
Lázár Alpár-Sándor
2003, Budapest
Elméleti keret Az autizmus meghatározása (DSM-IV) A diagnózis akkor adható, ha az alábbi tünetcsoportokból a gyermek viselkedésében kimutatható a megfelelő számú tünet: A) Az alábbi 1., 2. és 3. tünetcsoportból összesen legalább hat tünet szükséges, ezen belül legalább két tünet az 1. csoportból, legalább egy tünet a 2. csoportból és legalább egy tünet a 3. csoport tünetei közül. 1. tünetcsoport: A szociális interakciók minőségbeli károsódása, amely a következők közül két dologban megmutatkozik: a)
Az összetett nonverbális viselkedésmódok, így szemkontaktus, az arckifejezés, a testtartás, a gesztusok alkalmazásának egyértelmű károsódása a szociális interakciók szabályozásában.
Az autizmus kórképek
mellett
kimutatott
gyakori
•
Genetikai zavarok - Törékeny X-szindróma - Fenilketonúria - Sclerosis tuberosa - Neurofibromatosis - Egyéb kromoszómarendelleneségek
•
Virusfertőzések - veleszületett rubeóla - veleszületett cytomegalovírus - Herpes encephalitis
•
Anygcserezavarok - A purinanyagcsere zavarai - A szénhidrát-anyagcsere zavarai
•
Veleszületett fejlődési rendellenességek - Cornelia de Lange-szindróma - Noonan-szindróma - Coffin-Siris szindróma - Williams-szindróma - Biedl-Bardet szindróma - Moebius-szindróma - Leber-féle amaurosis
b)
A fejlődési szintnek megfelelő kortárskapcsolatok kialakításának csődje.
c)
Spontán törekvés hiánya az örömnek, érdeklődésnek, sikernek másokkal való megosztására (pl. érdekes tárgyak megmutatásának, odahozásásnak vagy a rámutatásának a hiánya).
d)
A szociális vagy érzelmi kölcsönösség hiánya.
2. tünetcsoport: A kommunikáció minősségbeli károsódása, amely az alábbiak közül legalább egy dologban megmutatkozik: a)
A beszélt nyelv fejlődésének késése vagy teljes hiánya, amelyet nem kisér a gesztusokat vagy a mimikát, mint alternativ kommunikációt használó kompenzációs törekvés.
b)
Megfelelő beszéd mellett a másokkal folytatott beszélgetés kezdeményezésére vagy fenntartására való képesség kifejezett károsodása.
c)
A nyelv sztereotip vagy repetitiv használata, esetenként sajátos, idioszinkratikus nyelv. 2
d)
A fejlődési szintnek megfelelő változatos és spontán szerepjáték vagy szociális imitativ játék hiánya.
3. tünetcsoport: Szűk spektrumú repetitiv, sztereotip viselkedés és érdeklődés, amelyek az alábbiak közül legalább egy dologban megmutatkoznak: a)
Gyakran kizárolagossá váló egy vagy több olyan sztereotip, korlátozott érdeklődési kör, amely intenzitását vagy tárgyát tekintve abnormális.
b)
Nyilvánvalóan merev ragaszkodás sajátságos, nem funkciónális rutinokhoz vagy rituálékhoz.
c)
Sztereotip vagy repetitív mozgások manírok (pl. a kéz vagy az ujjak röpködő mozgása, csavargatása, vagy komplex tetmozgások).
d)
A tárgyak részleteiben való tartós elmélyedés.
B) A 3 éve skor előtt megjelenő megkésett fejlődés- vagy működés-zavar legalább egy területen a következők közül: 1. szociális interakció 2. a szociális kommunikáció során használt nyelv 3. szimbolikus vagy fantáziajáték. C) Az állapotot nem magyarázza jobban a Rett-szindróma, vagy gyermekkori dezintegratív zavar. (American Psychiatric Association, 1994)
A autizmus sajátosságai Gyakrabban fordul elő fiúknál Körülbelül egyformán gyakori eltérő területeken és kultúrákban Az autizmushoz viszonylag gyakran társuló tényezők: - Értelmi fogyatékosság - Epilepszia - Neurológiai tünetek - Kisebb veleszületett rendellensségek - Komplikációk a terhesség és a szülés során Az autizmussal hasonlóságokat mutató állapotok: • • • • • • •
•
Elektiv mutizmus Kötődési zavar A beszédmegértés (receptiv nyelv) zavara Hiperkinetikus zavar sztereotipiákkal Dezintegrativ zavar Értelmi fogyatékosság Rett-szindróma Landau-Kleffner-szindróma
3
A tudatelmélet A tudatemlélet azon emberi képességre vonatkozik, amely lehetővé teszi, hogy másoknak tudatállapotot tulajdonítsunk (pl: tudás, hit, érzelem stb.) és így értelmezhessük mások viselkedését (Baron-Cohen et al. 1985). Az egyik hagyományos feladathelyzet, amely a tudatelmélet létezését illetve annak hatékony működédést méri a jólismert „Sally és Ann” teszt. Az autista, értelmi fogyatékos illetve a normálisan fejlödő gyerekeknek a következő élethelyzetet mutatják be: „Sally egy kislány akinek van egy Ann nevű barátnője. Sally-nek van egy golyója, amelyet beletesz a kosárkába, majd pedig elmegy. Arra jár Ann, aki megkapja a golyót a kosárkába és átrakja egy másik dobozba majd elmegy. Visszajön Sally, hogy elvegye a golyóját. Hol fogja keresni azt?” Ezzel a kérdéssel zárul a feladat. Normális esetben a legtöbb 4 évet betöltött gyermek azt válaszolja, hogy a kosárkában, azaz képes már képesek arra, hogy reprezentálják a történetben szereplő személyek mentális állapotát. Ezzel szemben az autista gyerekek egyik jellegzetes hibája, hogy a golyó pillanatnyi, általuk ismert reális helyét nevezik meg válaszként az elöbb említett kérdésre. Következésképpen figyelmen kivül hagyják a szereplők mentális állapotát, és nem ismerik fel, hogy az illető személynek a valósággal nem megfelelő meggyöződése lehet egy adott dolgról. Innen származnak a jól ismert „false belief” (téves hit) tesztek, melyek esetében az autisztikus gyerekek rendszeresen helytelenül itélik meg a bemutatott szereplők mentális állapotát. Az autisztikus gyerekek tehát nehezen itélik meg a dolgok látszaton túl mutató „belső” sajátosságait. Ennek megfelelően hozza szóba Theo Peters az „autisztikus hiperrealizmus” jelenségét. Ugyanezt a jelenséget bizonyítják azok a vizsgálatsorok, amelyek bizonyos képeszekvenciák logikus felállítását kéri a kísérleti személyektől. Ezekben a vizsgálatokban viselkedéses illetve szándékon alapuló logikai összefüggést feltételező képszekvenciák szerepeltek. A képeket kevert sorrendben helyezték a kísérleti személy elé, és elvárták azok logikus sorbarendezését. A tudatelmélet hipotézisének megfelelően az autisztikus gyerekek nem voltak képesek a szándékos képsort helyesen felállítani szemben az értelmi fogyatékos illetve normál kontrolcsoporttal. A viselkedéses szekvencia
4
Az intencionális szekvencia
Láthatjuk a kapott eredményekből, hogy a tudatelmélet egy olyan képességre vonatkozik, amelyik alapvetően fontos az adekvát kölcsönös emberi kapcsolatok fenntartása szempontjából. Az is egyértelműen kitünik, hogy a mentális életkorral kapcsolatban áll, mivel átlagban a négy éves korú gyerekek képesek sikeresen megoldani az ilyen feladatokat, ami arra is enged következtetni, hogy egy veleszületetten (feltételezhetően gentikailag) meghatározott fejlődési ritmus függvénye. Ugyanakkor feltünő módon az autizmusban mentális életkortól függetlenül hiányzik ez a képesség. Következésképpen a sarkalatos kérdés ebben a kérdéskörben az, hogy mennyiben van szó egy elsődleges, moduláris jellegű zavarról, illetve mennyiben egy általánosabb szociális, implicit tanulási zavar következményének lehet tekinteni. Ebben az értelemben szólók a következőkben a végrehajtó illetve a központi koherencia elméletéről.
A végrehajtó díszfunkció elmélete A végrehajtó funkció egy komplex fogalom, amely azokra a mentális folyamatokra vonatkozik, melyek lehetővé teszik az egyén számára, hogy felszabadulván a kontextus azonnali hatása alól viselkedését bizonyos célok mentális reprezentációjához viszonyítva irányítsa. A végrehajtó funkciók részben különálló, részben egymást fedő mentális műveleteket a halmaza: Végrahajtó fuknkciók tervezés, munkamemória, kognitív tartalmak megtartása és váltása illetve Kognitiv rugalmasság Tervezés Munka memória Gátlás bizonyos előfeszített, automatikus válaszok gátlása. Ugyanakkor ezek a funkciók egy magasabb rendű rendszert képeznek, amelyek doménium és kontextus függetlenek valamint elkülönülnek az érzékelés, észlelés, memória és nyelv alapfunkcióitól. A modern tanulmányok meghazudtolván a régieket állítják, hogy a végrehajtó funkciók már kora gyermekkorban kialakulnak. A végrehajtó díszfunkciókat elsősorban prefrontálisan sérült pácienseknél figyelték meg, különösen ennek dorszolaterális területein. Az első tanulmányt, amely kimondottan az autistáknál jelentkező végrehajtó funkciós zavarokat vizsgálta Rumsey (1985) vezette Damasion és Maurer (1978) hipotézisére támaszkodván, mely szerint az autizmusban illetve frontális szindrómában jelentkező számos közös szimptóma ugyanazt a neuropszichológiai deficitet illetve agyi károsódást tükrözi. Ezen tanulmányok során a WCST (Wisconsin Card Sorting Test) eljárást alkalmazták, amely kimondottan érzékeny a végrehajtó funkciók zavaraira. Az eredmények azt mutatták, hogy az autisták jelentősen gyengébben teljesitettek a kontrol csoportnál. Rumsey megfogalmazta ezeknek az eredményeknek a relevanciáját a szociális viselkedési zavarra 5
megyfigyelvén, hogy a megfelelő szociális funkcionálás, a kártyák szortirozásához hasonlóan, megköveteli különböző kontextuális változók súlyozását és integrálását, induktív logikát stb. Következésképpen a végrehajtó diszfunkciók elmélete magyarázatul szolgálhat nem csak a merev, rugalmatlan viselkedésre, hanem arra a képtelenségre is, hogy az autista személy kölcsönös szociális interakciót alakítson ki, amely természeténél fogva megköveteli olyan válaszok „on line” felülvizgálását illetve kiválogatását, amelyek megfelelnek egy sor szubtilis, multidimenszionális és kontextusspecifikus információnak (Benetto et al., 1996). Kimutatták, hogy WCST feladat hatékony megoldásához a következő kognitiv funkciók szükségesek: szelektív figyelem, kognitív flexibilitás, munkamemória, kognitív gátlás, induktív logika, kontextuális változók értékelése, integrálása; Ezek közül nem mindegyik végrehajtó jellegű. Következésképpen megvizsgálták, hogy melyek, azok, amelyek a kritikus jelentőséggel bírnak. A már létező kísérleti adatokra alapozva a munkamemóriát illetve a kognitív gátlási folyamatokat vizsgálták felül. A munkamemóriát illetőleg kimutatták, hogy az autista gyerekek ténylegesen gyengében teljesítettek mint a normál intelligenciájú kontrol csoport, viszont a mentális életkorban megfeleltetett, értelmileg visszamaradott kontrolcsoporttól nem mutattak eltérést. Tehát a munkamemória zavar, jóllehet jellemezheti az autizmust, ez inkább a mentális életkorral függ össze. A kognitív gátlást különböző feladathelyzetekben vizsgálták. Az egyik viszgálat során a kísérleti személyek azt a feladatott kapták, hogy a számítógép képernyőjén megjelenő geometriai formákat differenciáltan reagálják le. Történetesen az egyik esetben egy háromszög alakú mértani forma megjelenésre le kellett nyomni egy gombot míg a megjelenő négyzetre nem. Szemben a hiperaktív gyerekekkel, akik rendszeresen tévedtek az autista gyerekek jól teljesítettek (Ozonof at all.,1991b). Az igazi problémák akkor jelentkeztek, amikor a szabály megváltozott és ugyanazt a reakciót az ellenkező mértani formákra kellett adni. Az autista gyerekek tipikus perszeverációs zavara itt előtérbe került. Mire engednek következtetni a fent említett kísérleti adatok? Az autista gyerekek munkamemóriája érintetlen, ugyanis ez inkább a mentális érintettséggel függ össze. Ugyanakkor a kognitív gátlást igénybe vevő feladatok esetében is jól teljesítenek. A teljesítmény fokozott csökkenése olyan teszthelyzetekben jelentkezik, ahol a munkamemória igénybevétele társul a kognitív gátlási funkciók igénybevételével (Russel at al.,1997; Pennington et al.,1997). Tipikus ilyen feladathelyzetet képviselnek azok a tesztek, ahol egy eljárási szabályt kell észben tartani és legátolni a nem célravezető előfeszített, automatikus válaszokat. Ennek a kudarcát nevezzük perszeverációs hibának, és a kognitív flexibilitás csökkenéséről árulkodik. Ilyen jellegű kognitív igénybevételt feltételez a Hanoi Torony (TOH) feladat. A kísérleti személy három egymásra rakott korongot kell az egyik botocskáról a másikra átrakjon egyenként úgy, hogy az eredetileg lennebb elhelyezkedő korong sose kerüljön egy fentebb elhelyezkedő korong fölé. Amint ezt elvárhatjuk a hipotézis alapján, az autista gyerekek messzemenően gyengébben teljesítnek ennél a feladatnál mint a kontrol csoport (Roberts & Pennington, 1996; Russell et al., 1996). Ugyanakkor azt is sikerült kimutatni, hogy az autizmus hangsúlyozottsága jobban korrelál a WCST illetve TOH feladatokból kapott összetett változóval mint a tudatelmélet feladatokéval. Ebből arra következtethetünk, hogy a végrehajtó funkciók zavara, amelyet többek között a WCST illetve a TOH mér, jobban meghatározza az autizmust mint a mentalizációs képesség gyengesége.
6
Következésképpen a végrehajtó funkciók zavara amint ezt már a fentiek során emlitettem, egy igen elfogadható magyarázatott nyújt a szociális téren jelentkező nehézségekre. A tudatelméletet vizsgáló fedatokban a kísérleti szmély hasonló kognitív igénybevételnek van kitéve mint a TOH feladat esetében. Észben kell tartson bizonyos információkat (pl. mi történik a szobában Sally és Ane körül) miközben erőteljesen le kell gátolja az automatikus válaszokat (pl. hol van a másik személy tudomása szerint a cukorka, és nem a kísérleti személy tudása szerint). Ugyanez a jelenség általánosabban megmagyarázható a kognitív rugalmasság hiányával, amely megakadályozza a kísérleti személyt, hogy szempontot váltson a feladatban szereplő másik személlyel. Hasonló elgondolással magyarázható meg a már korai életkorban jelentkező megosztott figyelem zavart működése az autistáknál. A végrehajtó diszfunkció elmélettel kapcsolatban felmerült leggyakoribb kritika arra a módszertani hiányosságra vonatkozik, mely szerint a legtöbb kutatást előrehaladottabb életkorban végezték, minek következtében nem lehet eldönteni annak mértékét, hogy mennyiben van szó egy elsődleges és mennyiben egy esetleges másodlagos deficitről. Ilyen értelemben megelmíteném a Lurija elméletet, mely a verbális funkciók viselkedésben betöltött szerepét hangsúlyozza. (Luria & Yudovich, 1971; Russel, 1997; Hughes 1996) Tehát lehetséges, hogy mind a tudatelmélet mind a végrehajtó funkció zavara csupán a beszédben fellépő elsődleges zavar következményei legyenek.
A kognitiv koherencia elmélete A kognitiv koherencia elméletét az utóbbi tíz évben fogalmazták meg explicit módon (Frith 1989; Frith & Happé, 1994; Happé, 1999). A Gestalt pszichológia elméleti feltevésein elindulva (Kofka, 1935) a kognitív koherencia elmélete azt a hipotézist fogalmazza meg (Frith, 1989), hogy normális kognitív rendszernek része az a beépített hajlam, amely arra irányul, hogy a lehető legnagyobb ingertartományban alakítson ki koherenciát, és a lehető legnagyobb környezettartományban általánosítson. Ez eredményezi az emberi gondolkodás hatékonyságát az általánosítás, elvonatkoztatás, kategorizálás csatornáin keresztül. Az általános képzetek, fogalmak és végül a kommunikációban illetve gondolkodásban oly nélkülözhetelen nyelvi rendszernek a kialakulása is ennek a kognitív kohéziós erőnek a következménye. A kutatások azt mutatják, hogy épp ez az összefüggésteremtésre irányuló képesség az, amely az autista gyermekeknél csökkent értékű. Ennek következtében információfeldolgozási rendszerüket, akárcsak tulajdon lényüket au autonómia jellemzi. Az autonómia ebben az összefüggésben a gondolkodás minőségére vonatkozik. Jelentheti a globális koherencia hiányát vagy a koherencia kontrolját. Pontosabban a kognitiv koherencia deficit az autizmusban egy olyan kognitív stílusból származik, amely a komplex ingereket nem egységében, hanem a részek összességeként érékeli és kezeli. Következésképpen ez az elmélet egy modern és viszonylag plauzibilis magyarázatot próbál nyújtani az autizmusban fennálló szociális, kommunikációs illetve kognitív téren fennálló zavarokra. Ugyanakkor arra a jelenségre is magyarázatot nyújt, amelyet a szakirodalom az „idiot savant” terminusával jelől és amely az általános képességprofilból messzemenően kinővő, mintegy szigetszerű képességkontstruktumra vonatkozik. Ez egy igencsak fellelhető jelenség az autizmusban. Milyen vizsgálati módszerek irányultak a központi koherencia mérésére? 1. A Kohs kockák (Kohs, 1923) a Wechsler intelligencia skálából (Elliot et al., 1979; Wechsler, 1991, 1997). 2. Vizuo-perceptuális illuzókkal végzett kutatások 7
3. A rejtett formák tesztje 4. Szemantikus feldogozást mérő memóriaviszgálatok 1. A kohs kockák A vizsgálatok azt mutatják, hogy az autisták az általános intelligenciaszintjüknél messzemenően jobban teljesitenek a Wechsler intelligencia skála mozaik alteszjében (Kohs kockák). Ez valamennyi intlligenciaszintnél tetten érhető (Happé, 1994; Yirmiya et al., 1996). A Kohs kockák tesztje megköveteli az egyéntől, hogy egy geometriai formát mentálisan komponenseire bontson. Ezek a részek megfelelnek egy sor mintázott kockának, amelyekből újra kell építeni az eredeti geometriai formát. A közhasználatban a Kohs kockák tesztjét a vizuo-perceptuális szervezés, a nonverbális konceptualizálás mérőeszközeként (Lezak, 1995) illetve az általános intelligencia mutatójaként használják (Kaufman, 1979). Mindazonáltal Shah & Frith (1993) pertinens bizonyitékokat hoztak azon hipotézis alátámasztására, mely szerint az autisztikus személyek kimagasló teljesitménye ezen a téren paradox módon egy információfeldogozásbeli abnormalitásnak tudható be, melyet a központi koherencia deficitnek neveztek el. A továbbiakban Shah és Frith (1993) a mozaik tesztet két különböző módon alkalmazta, amelyek során a feladat nehézsége fokozatosan növekedett a mintául szolgáló geometriai forma elforditása illetve a srég irányú egyenesek számának növelése révén. A kisérleti csoport teljesitményének a csökkenése megfelelt a kontrol csoportéval, ami arra engedet következtetni, hogy nem egy autizmusra jellemző általánosabb téri-vizuális képességfőlényről van szó, hanem a darabonkénti észlelés által biztositott facilitácioról. 2.Vizuoperceptiv illuzókkal végzett kutatások Ezek a kisérletek a kognitiv koherenciát egy viszonylag alapvető vizuo-perceptuális szinten vizsgálták bizonyos optikai cslódásokat okozó képek segitségével. Az egyik ilyen jellegű vizsgálatban Happé (1996) a Tichener illuzió észelésének sajátosságait viszgálta autisztikus gyerekeknél. Happé szerint az illuziok valójában a kontextus induktiv hatását tükrözik a tévesen észelt részek szintjén. Az előfeltételezéssel megegyezőleg az autisztikus gyerekek sokkal kevésbé voltak fogékonyak erre az illuziora és következésképpen helyesen itélték meg a bemutatott körök nagyságát. Ez is azt bizonyitja, hogy az autistáknál a bemutatot inger teljes gestaltja ne befolyásolta a cél inger észlelését.
8
Hasonló eredményre jutottak a Muller-Lyer illuzió estében is. A kisérleti csoport helyesen itélte meg a bemutatott egyenesek hosszát. Feltételezhetően nem kapcsolták össze az egyenest a kölünböző irányt mutató végződésekkel. 3. A rejtett formák tesztje A központi koherencia vizsgálatának egy másik kisérleti paradigmáját a rejtett formák tesztje képviseli. Ebben a feladatban a kisérleti személyeknek azt a feladatot adták, hogy bizonyos egyszerű formákat (háromszög, egy ház kontürje) azonositsanak ismert tárgyak képének szerkezetében (hintaló stb). Az eredmény az volt, hogy az alacsonyan funkcionáló autisztikus gyerekek jobban teljesitettek, mint az értelmi fogyatékos illetve normális intelligenciájú kontrol csoportok. Ezt a kutatást Jollife és Baron-Cohen megismételte (1997) rámutatván, hogy az autista illetve Asperger szindrómás személyek messzemenően jobban teljesitettek mint a normálisak a Rejtett Formák Teszt (EFT) felnőtt változatában ahol a feladat az volt, hogy bizonyos célformákat kellet megtalálni egy komplexebb strukturában. Mindezen eredények azt a feltételezést támasztják alá, hogy az autisztikus személyek viszonylag érzéketlenek a kontextusra (Frith & Happé, 1994). 4.Szemantikus feldogozást mérő memóriaviszgálatok További vizsgálatok, azt kutatták, hogy a gyenge központi koherencia milyen mértékben hat ki az információk szemantikus kódolására. Hermelin és O’Connor (1967) egy ilyen vizsgálatban azt a feladatot adta autista és értelmi fogyatékos gyerekek csoportjának, hogy szósorokat illetve mondatokat tanuljanak meg, majd rüvid távú megörzést követően idézzék fel azokat. Mindkét csoport egyeztetve volt pssziv szókincs illetve számmemória szempontjából. Az eredény az volt, hogy az értelmi fogyatékos csoport sokkal jobban emlékezett a mondatokra mint a szavakra szemben az autistákkal, akik nem használták fel a mondatban rejlő szemnatikai összefüggést. Egy következő vizgálat során annak érdekében, hogy kizárják, annak lehetőségét, hogy a kisérleti csoport csökkent memória teljesitménye a szintaktikai szerkezet feldolgozásának nehézségéből eredne szósorokat adtak rövidtávú megörzésre azonos illetve különböző szemantikai kategoriából. Az erdmény igazolta az eredeti hipotézist. Az autisták nem éltek a szemantikai összefüggés által nyújtott facilitációval. Frith (1989) az elején azzal a feltételezéssel élt, mely szerint a tudatelmélet zavara az autistáknál lényegében a kognitiv koherencia működési kudarcának tudható be. Ezek szerint az emberi tudatállapotok megértéséhez szükséges egy olyan szerkezet létezése, amely kohézios erővel birván érzékeny a különböző forrásokból érkező informáciok közötti kontingenciákra és ennek alpaján képes értelmes mentális konstruktumokat kialakitani. További vizsgálatok alapján, amelyek arra az eredményre jutottak, hogy a központi koherencia gyengessége azokra az autista személyekre is érvényes, akik egyébként jól tejesitenek a tudatelméletet vizsgáló feladathelyzetekben, kidolgozták azt a feltőtelezést , mely szerint két különböző de interakcióban álló diszfunkcioról van szó. Pontosabban létezik egy modalitásspecifikus mentalizációs zavar illetve egy egy általánosabb, nem moduláris központi koherencia gyengeség (Frith & Happé, 1994; Happé 1997; Happé, 1996b).
9
Mit tudunk a kognitiv koherencia neurofiziológiai hátteréről? Valójában kevés tanulmányra támaszkodhatunk ilyen értelemben. Az egyik ilyen Happe által végzett tanulmány párhuzamot állit fel a kognitiv koherencia gyengesége illetve a verbál-szemantikus valamint a téri-vizuális holisztikus feldolgózás között (Benowitz et al., 1990). Ennek az állitásnak a számottevő ellenérve azt a kérdést teszi fel, mely szerint lehetséges-e, hogy az autisták információfeldolgozásában jelentkező koherencia problémákat, melyek minden szintre és területre kiterjednek csupán a job agyféltekére jellemző leszálló “top-down” folyamatok zavara okozná. Következésképpen a kognitiv koherencia pervaziv zavara egy sokkal diffúzzabb jellegű agyi diszfunkcioból kell származzon. Ezzel az érveléssel vág egybe Happe-nak egy másik hipotézise, melyet bizonyos neurobiológiai kutatások erdeményire alapozott, melyek szerint az autisták agyában kimutatható egy hipertróficitás, amely feltételezhtéen összefüggésbe áll a programozott sejthalál zavarával (Piven et al., 1995). Ezek szerint a szükségesnél nagyobb mennyiségű nuron facilitálhatja az autisztikus hiperrealitást, feldarabolt információfeldolgozási stilust, mégpedig egy globálisabb, holisztikusabb kognitiv stilus kárára, amely nélkülőzhetelen a normális emberi kognitiv működéshez. Következtetésként megemlítendő, hogy pillanatnyilag még a Központi Koherencia Elmélet magyarázza legkimerítőbben az autisztikus egyenetlen képességprofilt. A felhozott ellenérvek a következőképpen tömöríthetők. 1. Neurológiai síkon nem plauzibilis, hogy a magasan modularizált, elszigetelt, egyszerű perceptuális folyamatokat illetve a verbális információk értelmezését biztosító komplex folyamatokat ugyanazon agyi mechanizmus határozza meg. 2. Ugyanakkor nem létezik még kellő bizonyíték annak alátámasztására, hogy az autistáknál fellelhető vizuo-perceptuális, vizuo-konstruktiv illetve verbál szemantikus zavarok között a kapcsolatot ténylegesen a gyenge központi koherencia képezné illetve az sem tisztázott, hogy a koherencia zavarát centralizált vagy diffúz agyi folyamatok váltják-e ki.
Az autizmus alvási EEG vizsgálata A poliszomnográfiás vizsgálat egy megbízható non-invazív neuropszichológiai eszközt képvisel az értelmi fogyatékosság, illetve az egyéb pszichiátriai fejlődési zavarok alapvető pszichopatológiai mechanizmusának a vizsgálatában. Jackson (1932) alváskognició hipotézisének megfelelően a kognitív zavarok társulhatnak az alvási mechanizmus, illetve a struktúra módosulásával társulhatnak. Az egyik legjobban alátámasztott összefüggés a NREM-alvás alatti delta hullámok és a frontális funkciók között van. Ennek elemei az alvásmegvonás hatására kialakuló reverzibilis frontális szindróma (Horne, 1993) a delta hullámú alvás csökkenését kísérő frontális díszfunkció (alvási apnoe, időskor, skizofrénia), valamint a delta hullámok frontális dominanciája. A frontális lebenyi vérátáramlás, glükózfelhasználás és gyors beta EEG aktivitás ébrenlét ideje alatt a frontális lebenyekben a legkifejezettebbek, míg NREM alvásban ezek a mutatók éppen a frontális lebenyekben csökkenek a legnagyobb mértékben. A lokális alvásteória szerint (Krueger és Obál, 1993; Krueger és mtsi., 1995) alvás alatt azok a neurális hálózatok váltanak alvás üzemmódban, amelyeket az ébrenlét alatt leginkább igénybevett a működés. Ilyen összefüggésben a delta hullámok frontális dominanciáját a lokális alvásteória az ébrenlét alatti fokozott igénybevétellel magyarázza. Ide kapcsolódik az az újabb vizsgálati eredmény is, amely szerint a sötétben felnevelt kísérleti állatok alvás alatti delta aktivitása erőteljesen és reverzibilisen csökkent a vizuális kéreg fölött (H. Miyamoto és mtsi., 2003) 10
Az autizmus spektrum fejlődési zavarok területén nem vizsgálták mélyrehatóan az alvási EEG-t, ezért nem tisztázott, hogy a kognitív tesztekben mutatkozó végrehajtó díszfunkció megmutatkozik-e a NREM alvás alatti frontális delta dominancia csökkenésében. A delta hullámok mellett újabban a lassú oszcilláció került az érdeklődés homlokterébe. Ez a „< 1” Hz-es EEG aktivitás a NREM alvást jellemzi, a kérgi neuronokban generálódik, az intrakortikális kapcsolatok révén szinkronizálódik, és eltűnik ezen kapcsolatok vegyi roncsolásakor a macskáknál (Steriade, 2000), ami arra enged következtetni, hogy a kérgi kapcsolatok sűrűségét tükrözi ez a mutató. Van is olyan eredmény, amely szerint ez az oszcilláció korrelál a Rey-Osterrieth. komplex ábra tesztben nyújtott teljesítménnyel (Bódizs et al, 2002). A lassú oszcilláció jelenségét a delta hullámokhoz hasonlóan még nem vizsgálták autizmusban ezért nem tisztázott, hogy ez a neurobiológiai mutató mennyiben tér el az átlagtól és összefügg-e a kognitív teljesítménymintázattal. A rendelkezésre álló poliszomnográfiás alvásvizsgálatok autizmusban a NREM és a REM elemek keveredésével jellemezhető, éretlen központi idegrendszeri folyamatokra utaló alvást tárt fel (M. Diomedi et al., 1999). A gyors és a lassú szemmozgások aránya átlag feletti volt, ami a szerzők értelmezése szerint az idegrendszeri gátlási folyamatok zavarát tükrözi. Erre utal az alvás alatti izomrángások magas aránya is. Az alvás makrostruktúráját illetően rövidebb összalvási idő, több elalvás utáni ébrenlét és alacsonyabb REM latencia figyelhető meg (M. Elia et al., 2000).
11
Kísérleti rész A fentiekben bemutatott elméleti összefoglaló arra enged következtetni, hogy az autizmusban három típusú zavar állhat fenn, melyek többé-kevésbé átfogóan magyarázzák a jellegzetes viselkedési problémákat. Kognitiv diszfunkció hipotézis 1.
Tudatemélet zavar
2.
Végrehajtó diszfunkciós zavar
3.
Kognitiv koherencia zavar
Magyarázott viselkedésbeli zavar -Adekvát szociális viselkedés hiányát -Részben nyelvi fejlődési zavar -Adekvát szociális viselkedés -Részeben nyelvi fejlődési zavar -Korlátozott szeterotip viselekedés -Adekvát szociális viselkedés -Nyelvi fejlődési zavar -Korlátozott sztereotip képzeleti működés, érdeklődést, viselkedést -Szigetszerű képességek.
Láthatjuk, hogy a végrehajtó díszfunkciós zavar illetve a kognitív koherencia zavar elmélete magyarázza kimerítőbben az autizmusban jelentkező viselkedési és kognitív sajátosságok döntő többségét. Felvetődik a kérdés, hogy létezik-e egyáltalán egy organikusan megalapozott és ilyen módon körülírható végrehajtó díszfunkciós zavar az autizmusban vagy inkább egy általánosabb kognitív koherencia gyengeségnek a következménye a sajátos viselkedés illetve képességprofil. Amennyiben ez utóbbi képezi a sarkalatos problémát, hogyan is magyarázható és irható le ez organikusan. Végsősorban érdekesnek bizonyulna kimutatni, hogy az autizmusban jelentkező kognitív működési zavarok, hogyan a vetítődnek ki az agyműködésre illetve, hogyan ragadhatók meg különböző neurobiológiai módszerek által felhasznált objektív mutatók tükrében.
12
Kísérleti hipotézisek 1. Az autizmusban végrehajtó díszfunkció áll fenn, ami tükröződik a végrehajtó funkciókat vizsgáló pszichológiai eljárások során nyújtott teljesítményben, nem magyarázható a mentális életkorral, illetve objektív neurofiziológiai mutatók segítségével tetten érhető. a. Az autista gyerekek csoportja gyengébben fog teljesíteni a végrehajtó funkciókat vizsgáló feladatokban, mint a mentálisan megfeleltetett és normál kontrolcsoport illetve hasonlóan a frontál szindrómás kontrolcsoporttal. b. Az autista gyerekek hasonlóan a frontális szindrómás kontrolcsoporthoz alvásmegvonás után kisebb teljesítménycsökkenést fognak mutatni a végrehajtó funkciókat vizsgáló feladatokban, mint a mentálisan megfeleltetett illetve normál kontrollcsoport. c. Az autista gyerekek esetében hasonlóan a frontális szindrómás kontrolcsoporthoz az éjszakai NREM alvás során jelentkező frontális illetve okcipitális dominanciájú delta hullámok teljesítményspektrum aránya kisebb lesz a mentálisan megfeleltetett, illetve normál kontrollcsoportokénál. d. Az autista gyerekek hasonlóan a frontális szindrómás kontrolcsoporthoz alvásmegvonás után kisebb növekedést fognak mutatni az NREM alvás során jelentkező frontális dominanciájú delta hullámok teljesítményspektrumát illetően. 2. Az autizmusban a központi koherencia zavarára utaló kognitív működési zavar áll fent, ami tükröződik a központi koherenciát vizsgáló pszichológiai eljárások során nyújtott teljesítményben, nem magyarázható a mentális életkorral, illetve tetten érthető neurobiológiai mutatók segítségével. a. Az autista gyerekek csoportja gyengébben fog teljesíteni a kognitív koherenciát vizsgáló feladatokban, mint a mentálisan megfeleltetett és normál kontrolcsoport. b. Az EEG lassú oszcillációja (< 1 Hz.) mély NREM alvásban kisebb amplitúdójú az autistáknál mint a kontroll személyeknél. c. Az EEG lassú oszcillációja (< 1 Hz.) mély NREM alvásban korrelál a kognitív koherencia feladatokban nyújtott teljesítménymintázatokkal.
3. A központi koherencia gyengesége jobban magyarázza az autizmusban jelentkező sajátos viselkedési, illetve kognitív sajátosságokat, beleértve a szociális téren jelentkező deficitet is.
13
a. A központi koherenciát mérő pszichológiai mutatók jobban korrelálnak a szociális viselkedés mutatóival, illetve az autisztikus spektrum zavarának általános súlyossági fokával. b. A központi koherencia működését tükröző neurobiológiai mutatók jobban korrelálnak az autisztikus spektrum zavarának általános súlyossági fokával.
Eljárás Alanyok A kutatás kivitelezéséhez négy csoportot fogok kiválasztani a különböző budapesti, illetve a kolozsvári gyermekpszichiátriai klinika adatbázisára alapozva. 1. 2. 3. 4.
A csoport típusa Autista csoport Frontális szindrómás csoport Mentálisan megfeleltetett csoport (értelmi fogyatékos) Normál csoport
A létszám 10-15 10-15 10-15
Eredet Budapest/Kolozsvár
10-15
Az alanyok életkora 5 illetve 18 év között fog elhelyezkedni. Az alanyok vizsgálat alatti időszakban gyógyszerezés mentes időszakban kell legyenek. A csoportok nem és életkor szempontjából egyeztetett eloszlást fognak mutatni.
Tesztek, kérdőívek . Mit mér? 1.
Szociális viselkedés
2.
Autizmus súlyosság
3.
Intelligencia (verbális illetve vizuális) Végrehajtó funkció
4. Központi koherencia 5.
Teszt Vineland Viselkedési skála CARS (Childhood Autism Ratting Scale) MAWGYIK WCST Munkamemória feladatok Stroop Hanoi torony Képkiegészítés Idegen tárgy azonosítása Szemantikus kódolás Kohs kockák
14
Alvásvizsgálatok Az alvásvizsgálatok részben a kolozsvári gyermek neuropszichiátriai klinikán illetve Budapesten a Magatartástudományi Intézet Pszichofiziológiai laboratóriumában valósulnak meg. A digitalizált EEG-t frontális és okcipitális elvezetésekben analizáljuk. Az alvás makrostruktúrájának elemzését elektrookulográfia (EOG) és elektromiográfia (EMG) segítségével valósítjuk meg. Az EEG kvantifikálása a gyors Fourier-transzformáción alapul, amelynek segítségével a lassú oszcilláció (0,25 – 1 Hz) és a delta aktivitás (1 – 4 Hz) teljesítményi spektrumát követjük nyomon. A delta aktivitás frontális dominanciáját a frontális és az okcipitális elvezetésekből számított delta aktivitások arányából származtatjuk.
A tesztelés menete az első hipotézis esetében Csoportok
Alvási EEG 1
Felmérés 2
Alvás depriváció 3
Felmérés 4
Alvási EEG 5
Autista csoport Értelmi fogyatékos Frontális szindrómás Normál csoport A pszichológiai vizsgálatokat lehetőleg minél kontroláltabb környezeti változók mellet a nap azonos órájában végezzük valamennyi kísérleti személlyel.
A tesztelés menete az első hipotézis esetében Csoportok
Alvási EEG
Felmérés
Autista csoport Értelmi fogyatékos Normál csoport
Felhasználandó statisztikai módszerek A kapott adatokat a hipotézisek tesztelése végett csoportok közötti illetve csoporton belüli összehasonlítási vizsgálatnak vetjük alá a varianciaanalízis módszerének segítségével. Ugyanakkor korrelációs vizsgálatot is végzünk.
15
Bibliográfia American Psychiatric Association (APA) (1994). Diagnostic and statistical manual of mental disorders, 4th edition. Washington, DC: American Psychiatric Association. Baron-Cohen, S., Leslie, A.M. & Frith, U. (1985). Does the autistic child have a 'theory of mind'? Cognition, 21, 37-46. Benowitz, L.I., Moya, K.L. & Levine, D.N. (1990). Impaired verbal reasoning and constructional apraxia in subjects with right hemisphere damage, Neuropsychologia, 23, 231-241. Bennetto, L., Pennington, B. & Rogers, S. (1996). Intact and impaired memory functions in autism. Child Development, 67, 1816-1835. Bódizs, R., Békésy, M., Szűcs, A., Barsi, P., Halász, P. (2002). Sleep-Dependent Hippocampal Slow Activity Correlates with Waking Memory Performance in Humans. Neurobiology of Learning and Memory 78, 441–457 Damasio, A.R. & Maurer, R.G. (1978). A neurological model for childhood autism. Archives of Neurology, 35, 777-786. Diomedi M. (1999). Sleep abnormalities in mentally retarded autistic subjects: Down’s syndrome with mental retardation and normal subjects. Brain & Development, 21, 548-553 Elia, M., Ferri, R., Musumeci, S.A., Gracco, D., Bottitta, M., Scuderi, C., Miano, G., Panerai, S., Bertrand, T., Grubar, J. (2000) Sleep in subjects with autistic disorder: a neurophysiological study. Brain & Development 22, 88-92. Elliott, C.D., Murray, D.J. & Pearson, L.S. (1979). The British Ability Scales. Windsor: NFER-Nelson Publishing Co., Ltd. Frith, U. (1989). Autism: explaining the enigma. Oxford: Blackwell. Frith, U. & Happe, F. (1994). Autism: beyond 'theory of mind'. Cognition, 50, 115-132. Happe, F.G.E. (1994). Wechsler IQ profile and theory of mind in autism: a research note. Journal of Child Psychology & Psychiatry, 35, 1461-1471. HAPPE, F.G.E. (1996). Studying weak central coherence at low levels: children with autism do not succumb to visual illusions. A research note. Journal of Child Psychology & Psychiatry, 37, 873-877. Happe, F.G.E. (1997). Central coherence and theory of mind in autism: reading homographs in context. British Journal of Developmental Psychology, 15, 1-12. 16
Happe, F.G.E. (1999b). Parts and wholes, meanings and minds: central coherence and its relation to theory of mind. In S. Baron-Cohen, H. Tager-Flusberg & D. Cohen (Eds), Understanding other minds: perspectives from autism and developmental cognitive neuroscience, 2nd edition. Oxford: Oxford University Press. Horne JA. (1993). Human sleep, sleep loss and behaviour. Implications for the prefrontal cortex and psychiatric disorder. Br J Psychiatry. Mar;162:413-9. Hermelin, B. & O'Connor, N. (1967). Remembering of words by psychotic and subnormal children. British Journal of Psychology, 58, 213-218. Kaufman, A.S. (1979). Intelligent testing with the WISC-R. New York: Wiley. Koffka, K. (1935). Principles of gestalt psychology. New York: Harcourt. Kohs, S.C. (1923). Intelligence measurement. New York: Macmillan. Krueger JM, Obal F.A (1993) neuronal group theory of sleep function. J Sleep Res. Jun;2(2):63-69. Krueger JM, Obal F Jr, Kapas L, Fang J. (1995) Brain organization and sleep function. Behav Brain Res. 1995 Jul-Aug;69(1-2):177-85. Lezak, M. (1995). Neuropsychological assessment, 3rd edition. New York: Oxford University Press. Luria, A.R. & Yudovich, F. (1971). Speech and the development of mental processes in the child. Harmondsworth: Penguin Books. Ozonoff, S., Pennington, B.F. & Rogers, S.J. (1991). Executive function deficits in high functioning autistic individuals: relationship to theory of mind. Journal of Child Psychology & Psychiatry, 32, 1081-1105. Pennington, B.F., Rogers, S.J., Bennetto, L., Griffith, E.M., Reed, D.T. & Shyu, V. (1997). Validity tests of the executive dysfunction hypothesis of autism. In: J. Russell (Ed.), Autism as an executive disorder (pp. 143-178). Oxford: Oxford University Press. Piven, J., Arndt, S., Bailey, J., Havercamp, S., Andreasen, N.C. & Palmer, P. (1995). An MRI study of brain size in autism. American Journal of Psychiatry, 152, 1145-1149. Russell, J. (1997). How executive disorders can bring about an inadequate 'theory of mind'. In: J. Russell (Ed.), Autism as an executive disorder (pp. 256-304). Oxford: Oxford University Press. Shah, A. & Frith, U. (1993). Why do autistic individuals show superior performance on the Block Design task? Journal of Child Psychology and Psychiatry, 34, 1351-1364. Steriade M. (2000) Corticothalamic resonance, states of vigilance and mentation. Neuroscience;101(2):243-76.
17
Wechsler, D. (1991). Wechsler Intelligence Scale for Children--third edition. San Antonio, TX: The Psychological Corporation. Wechsler, D. (1997). Wechsler Adult Intelligence Scale--third edition. San Antonio, TX: The Psychological Corporation. Yirmiya, N., Solomonica-Levi, D., Shulman, C. & Pilowsky, T. (1996). Theory of mind abilities in individuals with autism, Down syndrome, and mental retardation of unknown etiology: the role of age and intelligence. Journal of Child Psychology & Psychiatry, 37, 1003-1014.
18
