Фиксация проблем со сном у аутистов с помощью доступных и носимых устройств

Jun 04, 2023

Ученые, занимающиеся аутизмом, уже давно пытаются разгадать загадку сна. Проблемы с засыпанием и сном обычно не считаются основной чертой аутизма, но они чрезвычайно распространены среди аутичных людей и имеют комплексные последствия: они могут усугублять ряд аутичных черт и связаны с большими трудностями в повседневной деятельности.

Но чтобы отслеживать и оценивать то, что происходит в организме во время сна — по крайней мере, исторически — участникам исследования приходилось спать в лаборатории, запутавшись в паутине громоздкого оборудования: подход «золотого стандарта» — полисомнография — временно превращает спящего в нечто, напоминающее добычу гигантского электрического паука, связанное электродами и проводами, которые, среди прочего, фиксируют активность мозга с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ), а также дыхания и положения тела.

Этот сценарий достаточно неудобен для нейротипичных людей, не говоря уже о людях с аутизмом, у которых также могут быть тревожные и сенсорные, коммуникативные или поведенческие трудности, отмечает Бет Энн Мэлоу, профессор неврологии и педиатрии в Университете Вандербильта в Нэшвилле, штат Теннесси.

«Вопрос в том, действительно ли вы получаете полноценный ночной сон [в таких условиях]?»

Некоторые участники исследования с аутизмом могут вообще не спать, отмечает Томас Фрейзер, профессор психологии Университета Джона Кэрролла в Юниверсити-Хайтс, штат Огайо, как это было в случае, когда сын-подросток Фрейзер, страдающий аутизмом, пошел в клинику для ночного исследования ЭЭГ. «Получить хорошие данные, а затем масштабировать их, чтобы вы могли использовать их реальным и значимым образом, сложно», — говорит он.

Проволочная сеть:ЭЭГ-шлемы, используемые для стандартной полисомнографии, могут мешать сну участницы исследования, особенно если у нее есть сенсорная чувствительность или тревожность.

Чтобы решить эту проблему, несколько лабораторий работают над внедрением минимально инвазивных устройств для отслеживания сна — как «носимых устройств», которые кто-то надевает, так и «поблизости», которые проводят измерения на расстоянии. Эти устройства, как правило, собирают меньше типов данных, чем полисомнография, но их создатели говорят, что они делают достаточно для выполнения своей работы, отслеживая стадии сна и определенные аспекты физиологии спящего и мозговой активности.

Все три технологии, описанные ниже, обеспечивают баланс между точностью и масштабируемостью и могут помочь исследователям увеличить количество аутичных участников в своих исследованиях. «Наличие основного набора показателей, который, по вашему мнению, можно последовательно выполнять в реальной среде, а затем возможность масштабирования выборки до более крупных размеров, чтобы вы могли по-настоящему оценить и понять эту неоднородность между людьми, вероятно, будет более полезным. чем то, что мы делали последние 20 лет», — говорит Фрейзер.

«Я рад, что люди действительно находят реальные решения», — добавляет он. «Мы ждали этого около десяти лет».

Днем наши впечатления накапливаются в нашей памяти, а ночью они закрепляются, пока мы спим. Эта консолидация опосредуется веретенами сна, генерируемыми в таламусе, медленными волнами, которые распространяются из коры головного мозга, и пульсациями, исходящими от гиппокампа, говорит Димитриос Милонас, преподаватель психологии и исследователь лаборатории Дары Маноаха в Массачусетской больнице общего профиля в Бостоне. «У вас есть дискуссия между этими различными структурами мозга».

Волновые часы:Устраняя нарушение связи между таламусом и гиппокампом во время сна, Димитриос Милонас стремится облегчить основные черты аутизма.

Милонас и его коллеги из лаборатории Manoach подслушивают этот разговор с помощью повязки Dreem, которая содержит датчики ЭЭГ для отслеживания архитектуры сна и акселерометр для отслеживания дыхания, движения и положения головы пользователя. Их главная цель — выявить места недопонимания, чтобы они могли их исправить и, возможно, даже ослабить основные черты аутизма или улучшить когнитивные способности.

Согласно исследованию 2022 года, которое Маноах и ее команда опубликовали в прошлом году в журнале «Сон», в мозгу детей с аутизмом нарушаются перекрестные помехи между колебаниями сна. С помощью традиционной полисомнографии они обнаружили измененные веретена у детей-аутистов по сравнению с их нейротипичными сверстниками, что указывает на некоторые различия в цепи, объединяющей таламус и кору головного мозга. Теперь они планируют использовать Dreem, чтобы копнуть глубже, и получили финансирование от нового гранта на глубокий аутизм Фонда науки аутизма и Фонда Саймонса. (Фонд Саймонса является материнской организацией Spectrum.)