Исследователь Бостонского университета Бенджамин Скотт и его коллеги создали видеоигру для изучения восприятия людей с аутизмом, в которую могут играть пациенты с любой тяжестью симптомов. По данным Autism Speaks, аутизм диагностирован примерно у 1 из 31 ребенка в Америке.
Скотт и его коллеги создали более инклюзивный подход, видеоигру, которая измеряет, как люди с аутизмом понимают и интерпретируют информацию, и в которую могут играть те, кто по всему спектру тяжести симптомов расстройства, в том числе люди, которые невербальны. Исследователи говорят, что это может стимулировать свежее понимание того, как работает аутичный мозг, и помочь усовершенствовать разработку и тестирование новых лекарств и методов лечения.
По данным некоммерческой организации Autism Speaks, около 1 из 31 ребенка в Америке страдают аутизмом с симптомами, которые влияют на коммуникацию и другие социальные навыки и включают ограниченное и повторяющееся поведение. В настоящее время ученые, изучающие эти проблемы, часто полагаются на субъективные оценки членов семьи, особенно людей со значительными проблемами общения, а не на вклад самих пациентов. Игра меняет это.
«Мы обнаружили, что можем заставить этих детей взаимодействовать и рассказывать нам на их родном языке, как они воспринимают мир», — говорит Скотт, доцент факультета психологии и наук BU.
Во время судебного разбирательства он и его коллеги использовали игру, чтобы определить потенциальную причину некоторых нарушений восприятия: явление, называемое «шумной интеграцией доказательств», которое относится к тому, как мозг обрабатывает и вычисляет поток сенсорной информации. Результаты были опубликованы в Science Advances.
По словам исследователя аутизма Хелен Тагер-Флусберг, способность привлекать более широкий круг детей к исследованиям также интересна для семей, которые часто хотят, чтобы их дети участвовали в исследованиях, но часто находят их закрытыми, потому что они не могут выполнять исследовательские задачи.
«Понимание того, какие трудности испытывают аутичные люди, всегда полезно», — говорит Тагер-Флусберг, директор Центра исследований аутизма BU и профессор CAS по психологическим и мозговым наукам. Она была одним из соавторов Скотта на бумаге, наряду с экспертом по познанию и принятию решений Джозефом Макгуайром, адъюнкт-профессором CAS психологических и мозговых наук.
«Важно отметить, что игра была успешной во всем спектре аутизма, включая тех, кто попадает в категорию глубокого аутизма или с известными генетическими синдромами», — говорит она. «Мы также продемонстрировали, что можем успешно собирать значительное количество как опросных, так и экспериментальных данных удаленно, что позволило нам включить аутичных людей с довольно разнообразным опытом со всех уголков США».
Как игра Geode помогает изучать аутизм?
Игра представляет собой охоту на драгоценные камни. Игроки выбирают персонажа, а затем следуют за картой сокровищ, чтобы захватить как можно больше драгоценностей. Когда они пробиваются через игру, на краю экрана появляются вспышки — если одна сторона сверкает больше, она скрывает драгоценные камни.
В то время как игроки добавляют в свою орду, исследователи отслеживают, насколько хорошо они замечают вспышки, которые различаются по количеству, продолжительности и времени.
«Мы можем собрать очень подробную информацию о том, как вы принимаете решения, воспринимаете мир и учитесь играть в игру», — говорит Скотт. Исследователи назвали игру Geode (для сбора доказательств для оптимизации решений); она была запрограммирована Quan Do (CAMED’25) — теперь постдокторантом в Медицинском институте Говарда Хьюза — с помощью графики от внешнего дизайнера.
Нет никаких инструкций — игроки просто прыгают и начинают, изучая геймплей и правила по мере их прохождения. Это важный фактор в выравнивании игрового поля для людей по всему спектру аутизма, говорит Скотт, и это то, что позволяет детям с тяжелыми симптомами, связанными с общением, участвовать.
Что показало исследование с 300 подростками?
В рамках исследования более 300 подростков в возрасте от 11 до 17 лет играли в эту игру. У чуть более 200 игроков был аутизм, охватывающий широту спектра расстройства; остальные были нейротипичными братьями и сестрами.
Хотя большинство игроков, в том числе с глубокими симптомами аутизма, быстро поняли правила игры и скорректировали их, кривая обучения значительно отличалась между людьми с аутизмом и без него. Когда исследователи настроили игровые элементы, такие как временные световые импульсы, они увидели, что аутичным людям сложнее использовать все сенсорные доказательства. В целом, подросткам с аутизмом потребовалось больше времени, чтобы научиться играть, и у них была снижена точность по сравнению с людьми без нарушения развития нервной системы.
«Дефицит, по-видимому, находится в компоненте восприятия, называемом перцептивной интеграцией, где вы накапливаете информацию с течением времени, чтобы сформировать сложное представление о мире», — говорит Скотт.
В повседневной жизни эта сложная идея может быть чем-то вроде рутины, как выяснение того, что кто-то говорит, извлечение информации из отдельных слов, а затем предложений и компиляция визуальных сигналов от говорящего, чтобы понять их сообщение и значение. Для людей с аутизмом каждая часть информации может сопровождаться дополнительным искажением или шумом; чем больше информации, тем больше накопленной обратной связи.
«Одна из давних идей аутизма заключается в том, что существует изменение возбуждающе-ингибиторного баланса нейронных цепей, и это изменение может привести к изменению нейронной активности, которая может вызвать шумное восприятие», — говорит Скотт.
Можно ли диагностировать аутизм по игре?
Игра не предназначена для диагностики — она может рассказать вам, как люди видят мир и учатся, но не точно определить аутизм по сравнению с другим нейропсихиатрическим расстройством. Он предполагает, что в один прекрасный день можно будет выяснить конкретные черты или дефициты от одного расстройства к другому или даже понять тяжесть симптомов в определенном состоянии, но это еще не входит в повестку дня команды. На данный момент Скотт видит больший потенциал для его использования в клинических испытаниях.
«В настоящее время проводятся клинические испытания различных препаратов при аутизме и связанных с ним нарушениях развития нервной системы», — говорит он. И эта игра может быть мерой результата.
Ребенок может играть в игру в начале испытания, чтобы получить базовую меру своих навыков, а затем снова после вмешательства, чтобы увидеть, изменяет ли это способ, которым они играют в эту игру.
Сравнение поведения и схем мозга между животными и людьми
Подход игры без инструкций уходит корнями в исследования Скотта о том, как животные принимают решения. В своей Лаборатории сравнительного познания Скотт проанализировал, как певчие птицы учатся и добавляют новые навыки, и как крысы выбирают между скоростью и точностью в задаче, и это означает, что он используется для изучения участников, которые не могут легко следовать инструкциям.
«Мы работаем с невербальными предметами все время, поэтому мы разработали трюки, чтобы использовать обучение с подкреплением и невербальную обратную связь, чтобы заставить вас прийти очень наивно и изучить сложную механику игры», — говорит Скотт.
Помимо помощи людям с более серьезными проблемами общения, эта основа приносит потенциальную пользу ученым, стремящимся лучше согласовать исследования поведения человека и животных. Большинство крупных прорывов в области науки о мозге начинаются с животных, и наличие инструмента, который может помочь исследователям сравнить результаты, например, по основным генетическим и мозговым изменениям в аутизме, с людьми, может быть основным преимуществом.
«Мы можем более четко сравнить их поведение и понять основную схему», — говорит Скотт. Поскольку животные и люди могут играть в практически идентичные игры, мы можем напрямую измерить, влияют ли гены риска аутизма на людей и животных таким же образом.
Для кого-то, чья наука была сосредоточена на лабораторных моделях и животных, Скотт говорит, что работа с пациентами-людьми обогащалась несколькими способами, описывая их как «четвертого сотрудника по проекту». Слушая проблемы, с которыми сталкиваются семьи, открывались потенциальные будущие исследовательские вопросы, например, почему некоторые аутичные люди испытывают регрессию навыков?
«Наука великолепна, и я надеюсь, что мы добьемся прогресса, — говорит Скотт, — но на самом деле мы вдохновлены самими детьми и семьями, которые пытаются заставить все это работать».
Постдокторант Сухета Чакраварти (ныне доцент радиологии в Университете Уэйк Форест), Ютун Ли (GRS’22,’26) и Ванесса Торрес-Лакарра (GRS’26) также внесли свой вклад в исследование. Исследование было профинансировано при поддержке Фонда Саймонса.
Вопросы и ответы
Сколько детей участвовало в исследовании игры Geode и какого они были возраста?
В исследовании приняли участие более 300 подростков от 11 до 17 лет. У чуть более 200 из них был аутизм, охватывающий весь спектр тяжести симптомов, остальные были нейротипичными братьями и сестрами.
Можно ли использовать игру Geode для диагностики аутизма?
Нет, игра не предназначена для диагностики. Она показывает, как люди воспринимают мир и учатся, но не позволяет точно определить аутизм по сравнению с другими нейропсихиатрическими расстройствами. В будущем, возможно, удастся выявлять отдельные черты разных расстройств.
Что именно показало сравнение аутичных подростков и нейротипичных в игре?
Аутичным подросткам требовалось больше времени, чтобы освоить правила игры, и точность у них была ниже. Им сложнее использовать все сенсорные доказательства, что связано с дефицитом перцептивной интеграции — накопления информации для формирования сложного представления о мире.
