Различия в поведении среди людей с расстройствами аутистического спектра (РАС) тесно связаны с различиями в нейроанатомии — форме мозга, — сообщает группа нейробиологов Бостонского колледжа в журнале Science. Это открытие может помочь понять причины РАС и разработать персонализированные вмешательства.

Команда использовала искусственный интеллект (ИИ) для изучения данных магнитно-резонансной томографии более 1000 человек с РАС и сравнила эти изображения с сгенерированными ИИ симуляциями того, как выглядел бы мозг, если бы у них не было РАС.

«Мы обнаружили, что у разных людей с РАС могут быть затронуты разные области мозга, и благодаря смоделированному ИИ мозгу мы смогли определить, какие конкретные области мозга различаются у людей с РАС», — сказал Айдас Аглинскас, постдокторский исследователь Бостонского колледжа. и соавтор доклада. «Кроме того, отделение вариаций в анатомии мозга, связанных с РАС, от несвязанных вариаций выявило скрытые связи между индивидуальными различиями в анатомии мозга и симптомами».

Аутизм отличается — как по симптомам, так и по нейроанатомии — от одного человека к другому. Предыдущие исследования предполагали, что не может быть единого набора нейроанатомических коррелятов, общих для всех людей с РАС.

По словам Аглинскаса, подтвердить эти предположения было сложно, потому что выявление специфических для РАС нейронных изменений является сложной задачей. Мозг различается из-за многих факторов, в том числе генетической изменчивости, не связанной с РАС, которую трудно контролировать в научном исследовании.

Команда преодолела этот барьер, используя ИИ для выявления паттернов нейронной изменчивости, специфичных для РАС, что затем позволило команде определить нейронные пути, особенно затронутые РАС, сказал Аглинскас, который проводил исследование с доцентом нейробиологии Бостонского колледжа Джошуа. Хартсхорн и Стефано Анцеллотти.

«Различия в анатомии мозга, связанные с РАС, могут «прятаться» среди различий, не связанных с РАС», — сказал Аглинскас. «Как следствие, было трудно определить различия в анатомии мозга, которые связаны с различиями в симптомах. Мы использовали ИИ, чтобы отделить различия, связанные с РАС, от несвязанных различий».

Команда решила определить, различаются ли особенности анатомии мозга, характерные для РАС, у разных людей таким образом, который связан с их симптомами. По словам Аглинскаса, предыдущие исследования, посвященные изучению индивидуальных различий в анатомии мозга при РАС, не отделяли специфические особенности РАС от других, не связанных между собой индивидуальных различий в нейроанатомии, что затрудняло изучение взаимосвязи между нейроанатомией и симптомами.

Согласно отчету, с данными МРТ 1103 участников исследования команда использовала аналитический метод, во многом похожий на «глубокие подделки» — трудно распознаваемые смоделированные фотографии, видео и другие изображения, созданные с использованием шаблонов визуальных данных с участием участников исследования.

Вместо этого команда использовала обнаруженные компьютером паттерны, чтобы создать симуляцию того, как выглядел бы мозг каждого человека с РАС, если бы у него не было РАС. Команда сообщила, что это стало возможным благодаря новой технике искусственного интеллекта, которая разделяет индивидуальные различия в анатомии мозга на характерные для РАС и не связанные с РАС особенности.

«Мы были удивлены, обнаружив, что, несмотря на наблюдение большого количества различий в анатомии мозга у людей с РАС по нескольким параметрам, люди не группировались в отдельные категориальные подтипы, как считалось ранее», — сказал Аглинскас. «На уровне анатомии мозга индивидуальные различия в рамках РАС могут лучше фиксироваться непрерывными измерениями, чем категориальными подтипами, но, что важно, это не исключает возможности того, что категориальные подтипы могут быть обнаружены с помощью других видов измерений мозга, таких как функциональная визуализация. »

Двигаясь вперед, исследователи указывают на необходимость более подробного понимания того, как эти нейроанатомические различия влияют на поведение.

Анцеллотти сказал, что команда планирует использовать инструменты ИИ, чтобы заглянуть не только в структуру мозга, чтобы лучше понять диагнозы РАС и поведение людей с РАС.

«Два мозга могут иметь очень похожую форму, но при этом работать по-разному», — сказал Анцеллотти. «Есть ряд других аспектов мозга, на которые нам нужно обратить внимание, чтобы получить полную картину. Прямо сейчас мы сосредоточены на функциональной связности — мере того, как мозг «связан». Большой вопрос заключается в том, покажет ли это нам что-то новое об индивидуальных различиях людей с РАС. Цель этого типа работы — получить возможность использовать данные визуализации мозга, чтобы помочь в разработке персонализированных подходов к лечению людей с РАС».