Besseres Verständnis der sinnlichen Wahrnehmung könnte dazu beitragen, Menschen mit Autismus und Legasthenie

Entschlüsseln, wie das Gehirn die Prozesse sehen und hören konnte, haben Auswirkungen für, wie wir verstehen und Behandlung von Bedingungen wie Legasthenie, Autismus und Schizophrenie.

Während Ihrer post-doc-Studien, Neurowissenschaftler Katharina von Kriegstein war laufen Experimente, um zu sehen, wie Hör-und Spracherkennung aktiviert das Gehirn auditorische Bereiche, wenn Sie bekam ein überraschendes Ergebnis. Im Gegensatz zu den Teilnehmern, Ihr durchsucht allein zeigte Aktivität im Gehirn die visuellen Areale. „Kein anderes Thema hatte, dieses seltsame Aktivität“, erinnert Sie sich.

Sie weiß jetzt, warum. Teilweise, es war, weil Sie optisch erkennbar Ihre Themen. Aber Ihre Forschung hat seither offenbart noch etwas anderes: „Wenn wir kurze Kommunikation mit einer person, für zwei Minuten zum Beispiel, wir verwenden auch visuelle Bereiche zu helfen, die auditive Verarbeitung, zu helfen, zu erkennen, die person, von der Stimme.“

Heute, von Kriegstein ist ein professor für kognitive und klinische Neurowissenschaften an der technischen Universität Dresden, Deutschland, die Forschungen multisensorische Erfahrungen—sehen und hören. Durch ein Projekt namens SENSOCOM, Sie ist zu erforschen, wie die sinnliche Wahrnehmung beeinflusst die Kommunikation, die Konzentration auf das Gehirn, die tiefen subkortikalen Strukturen.

Dadurch werden Sie und Ihr team erkunden einen Teil des Gehirns, die traditionell ausgeschlossen von der Forschung versuchen, Kommunikation zu verstehen, die Beeinträchtigungen finden sich in Autismus-Spektrum-Störungen und Legasthenie, Bedingungen, die Auswirkungen auf rund 53 Millionen Menschen in Europa.

„Der Kern der Sache ist, dass wir sehr früh Strukturen, die sensorischen Bahnen, während die meisten der Wissenschaftler haben den Blick auf die kognitive Funktion (in der Großhirnrinde)“, sagte Sie. „Also, in Autismus, mehr noch als bei Legasthenie, im Grunde fast alle Arbeit getan wird, oder getan wurde, in der Großhirnrinde (und Strukturen haben mit emotion zu tun).“

Kommunikation

Prof. von Kriegstein glaubt, dass eintauchen in die weniger erforschten neuronalen Verarbeitung Maschinen erklären könnte, einige entscheidende Fragen der Kommunikation in Legasthenie und Autismus, die zuvor hauptsächlich Dysfunktion der kortikalen Regionen.

„Die überlegung war, dass tatsächlich, dass unsere Augen und Ohren liefern, die sensorische Signale zur Großhirnrinde und subkortikalen Strukturen sind gerade für die im wesentlichen die Weiterleitung dieser Informationen und des Kortex nicht alle die sehr interessante Sachen“, sagte Sie. „Aber jetzt wissen wir, es gibt eine Menge von feedback-verbindungen und so weiter und so macht es Sinn, sich an diesen Strukturen, die haben gedacht worden, um sehr uninteressant für eine lange Zeit.“

Diese Strukturen wurden auch schwer zu studieren, die nicht-invasive Techniken zur Verfügung, um Datum, da Sie klein in der Größe und positioniert sich tief in das Gehirn. So weit, die Forschung in den subkortikalen Strukturen und Legasthenie hat, konzentrierte sich weitgehend auf tierexperimentelle und post-mortem-Fällen. Aber Prof. von Kriegstein und Ihr team der überwindung dieser Herausforderungen in den Menschen durch Einsatz neu entwickelter Techniken in ultra-high-resolution, Neuro-Bildgebungs-Datenbank.

Ihr team ist zu untersuchen, ob die bei der sensorischen Verarbeitung Schwierigkeiten bei der high-functioning-Autismus beitragen, um soziale und kommunikative Beeinträchtigungen, wie z.B. Anerkennung von Vokal-Emotionen und die Tonhöhe in den anderen, als auch bei Legasthenie, eine Lernschwäche, die gekennzeichnet ist durch Schwierigkeiten in fließend zu Lesen.

Um dies zu tun, haben Sie sich auf die sensorischen Wege im Zusammenhang mit diesen tiefen Strukturen. Sie und Ihre Gruppe herausgefunden, dass Erwachsene mit einer Legasthenie haben schwächere Weg verbindungen zwischen visual subkortikalen Struktur (die linke visuellen thalamus) mit einem Bereich des cortex genannt V5/MT, die ist entscheidend für die Wahrnehmung von visueller Bewegung. In der auditiven Modus, gab es eine ähnliche zu finden. Das team entdeckt, die schwächer verbindungen zwischen dem linken auditorischen thalamus und cortex-Struktur im Zusammenhang mit der auditiven Bewegung, das ist wichtig für die Sprachwahrnehmung. Diese verbindungen konnten daher wichtig für das Lesen und für die Vorhersage zu Lesen Fähigkeit, nach Dr. von Kriegstein.

Die Schwierigkeit mit der raschen Benennung ist ein Kern-symptom Legasthenie. Und das team fand heraus, dass je schwächer die Verbindung, desto mehr Zeit benötigt, um Namen aus Buchstaben und zahlen vorlesen.

Mechanismen

Also wie könnte das übersetzen, die helfen, Menschen mit Legasthenie? Dies ist die grundlegende Wissenschaft, sagt Prof. von Kriegstein, also erstmal ist es wichtig zu verstehen, die Mechanismen, die hinter der Kommunikation Störungen vor der Entwicklung von Therapie-training-tools, aber Sie ist auch optimistisch, diese liegen innerhalb der Reichweite.

Ihr Labor ist auch auf der Suche bei der neurostimulation, insbesondere eine nicht-invasive Technik namens transkranielle magnetische stimulation, um besser zu verstehen, wie Kommunikation funktioniert. Diese Technik beinhaltet das platzieren einer Wicklung gegen die Kopfhaut zu erzeugen die magnetischen Impulse, die vorübergehend verändern das Gehirn ist die neuronale Aktivität. Durch die Messung der Auswirkungen der stimulation auf die Kommunikation, die Forscher haben das Ziel, zu verstehen, welche Hirnregionen sind wichtig für einen bestimmten Prozess. „Natürlich, wenn es funktioniert, könnte man gezielt diese Bereiche besser“, sagte Sie.

In der Tat, Forscher in Israel im Jahr 2015 berichtet, dass die neurostimulation ‚führte zu einer deutlichen Verbesserung in Legasthenikern“ schnelles benennen von Fähigkeiten für zahlen und einen trend in Richtung Verbesserung für Briefe.“

Zum besseren Verständnis, wie das Gehirn verarbeitet Sinneseindrücke, könnte auch Konsequenzen für andere Erkrankung—Schizophrenie.

Wann immer wir benutzen unsere Sinne, vielleicht duftenden Kaffee oder zu hören, ein Zug tuckern durch elektrische Aktivität generiert wird, innerhalb der neuronalen Netzwerke.

Wie das Gehirn kodiert Informationen und die wiederum leitet die Wahrnehmung, die sinnliche Erfahrung ist ein höchst variabler Prozess.

Tommaso Fellin, ein principal investigator im Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) in Genua, Italien, führt ein Projekt namens “ NEURO-MUSTERN, die darauf abzielt, besser zu verstehen, wie Gehirn Codierung während der sensorischen Wahrnehmung funktioniert und die wichtigste Aktivität Muster. Es könnte auch zeigen, die Anomalien verknüpft mit Krankheit.

„Das Verständnis dieser grundlegenden Eigenschaft des säugetier-Gehirn hat das Potenzial zu beleuchten, die auf Gehirn-Erkrankungen“, sagte Dr. Fellin, “ vor allem für jene Bedingungen, die sich durch Veränderungen in der sensorischen Wahrnehmung.“

Schizophrenie

Diese Forschung ist deshalb von Bedeutung für das Studium von Erkrankungen wie Schizophrenie mit Defiziten in der auditiven und sensorischen Verarbeitung.

Die Reizüberflutung oder verzerrt und die erhöhten Wahrnehmungen beschrieben, die von Schizophrenie-Patienten, zum Beispiel, könnte in Bezug auf diese Defizite. Sensorische Dysfunktion wurde auch im Zusammenhang mit Wahnvorstellungen und Halluzinationen sowie Schwierigkeiten mit der Aufmerksamkeit und das Lesen der Emotionen oder der Ton des anderen—all das kann Einfluss auf die soziale Interaktion.

Laut Dr. Fellin, verminderte Konnektivität zwischen den Nervenzellen (Neuronen) wird eine wichtige Rolle spielen für den Verlauf der Schizophrenie.

So weit, Dr. Fellin und seiner Gruppe identifiziert haben, welche spezifischen Neuronen Einfluss auf die sensorischen Reaktionen in Maus-Studien, aber noch nicht in Tiermodellen der Schizophrenie, mit ähnlichen Untersuchungen in Glia-Zellen, die den Stützzellen des Nervensystems.

Nun, Sie sind bei der Entwicklung neuer Technologien zu stimulieren und überwachen der Aktivität von Neuronen, auch an einzelne Zelle Auflösung und in tiefen Regionen des Gehirns.

Diese Arbeit spiegelt eine breitere kürzlich erneuerten Fokus in der Schizophrenie-Forschung auf sensorische Prozess-Defizite, anstatt einen Schwerpunkt auf höheren kognitiven Prozessen, wie Gedächtnis.