В субботу, 6 октября, прошло интеллектуальное шоу Вынос Мозга от Лаборатории Мозга. Я мало видел, что вокруг происходило, а говорят, было много интересного. Мне довелось посетить только туалет. Зато я от души позанимался ай-трекингом, 10 часов подряд, и мне  понравилось, как, надеюсь, и всем, кто познакомился с этим методом.

Буду анализировать и опубликую здесь результаты исследования некоторых визуальных объектов, которые использовались на этой демонстрации. Как обычно бывает в таких случаях, родилось много оригинальных идей и выявились любопытные феномены. Например, такой: по движениям и фиксациям глаз человека, рассматривающего произведение исскуства, можно предсказать, как он опишет, скажем, бутылку с водой, и насколько он способен эффективно справляться со стрессом и планировать свое будущее. Но это надо проверять.

Больше фотографий – на странице Лаборатории Мозга в фейсбуке.

Фотографии здесь от mozgonavt.

Чем раньше диагностированы нарушения развития ребенка, попадающие под аутиcтический спектр нарушений (Autism Spectrum Disorder, ASD), тем больше времени и лучше шансы на устранение таких нарушений. Поэтому ранняя диагностика чрезвычайно важна. Ранее, группа ученых (Klin et al., 2002) показывала фильм взрослым людям и обнаружила, что аутисты смотрели в основном в область рта актеров, тогда как нормальные – на глаза актеров. Позднее, аналогичная картина наблюдалась и у детей двухлетнего возраста. Вот, на картинках внизу, пример из исследования 2008 года (Jones, Carr, & Klin, 2008) (картинки кликабельны):

Взгляд в глаза другого человека – важный шаг в процессе социализации. Поэтому поиск глаз другого человека и взгляд в них вшит в нас эволюцией. Это необходимо для выживания, общения и овладения речью, ну и для многих других деятельностей. Любые отклонения от этой программы – свидетельство атипичной работы мозга.

Тогда и родилось предположение, что возможно диагностировать нарушения такими стимулами и с помощью ай-трекера. Однако, есть множество проблем именно с таким подходом, потому что в раннем возрасте мозг ребенка проходит стадию активного роста, и это само по себе меняет множество параметров того, на что и как смотрят глаза.

В недавнем исследовании была выбрана парадигма предпочтения. Что предпочтут дети – видео с детьми, активно занимающимися упражнениями, или движущиеся геометрические объекты? И был создан ролик, кадры из которого вы видите слева. Его показывали 110 детям, половина из которых были нормально развивающимися, 37 – с диагнозом аутизма и 22 с задержкой развития. И вот что выяснилось:

• Дети с аутизмом значительно больше смотрели на геометрические фигуры, чем нормально развивающиеся дети;
• Среди детей с аутизмом, есть те, кто предпочитают смотреть на геометрические фигуры, и есть те, кто предпочитают смотреть на социальные сцены;
• Была обнаружена важная отметка в 68.6%: если ребенок тратит столько или больше времени на рассматривание геометрических фигур, то это на 100% предсказывало у него диагноз аутизма;
• Такое предпочтение было выявлено даже у одного 14-месячного ребенка. Этот срок – слишком ранний для принятых сегодня процедур диагностики;
• У детей-аутистов был выявлен уникальный паттерн саккад (быстрых движений глаз) при разглядывании как геометрических фигур, так и социальных сцен;

Интересный феномен: у почти половины детей-аутистов было предпочтение социальных сцен. Авторы объясняют это своими предыдущими находками, которые говорят о том, что богатые действиями социальные и захватывающие внимание сцены фактически заставляют мозг ребенка с аутизмом работать нормально. С одной стороны, это помогает классифицировать различные варианты нарушений, в уже довольно пестром спектре аутизма, как социально-изолированных или социально-вовлеченных. С другой стороны, возможно в этом может быть вероятный способ терапии? Ведь движения глаз отражают процесс мышления, и управляют процессом научения. Может быть, создание фильмов, основанных на известных факторах предпочтений, может постепенно вовлекать ребенка с аутизмом в просмотр и развивать те области мозга, которые у него не реагируют на социальные стимулы?

Jones, W., & Carr, K., & Klin, A. (2008). Absence of preferential looking to the eyes of approaching adults predicts level of social disability in 2-year-old toddlers with autism spectrum disorder. [doi: 10.1001/archpsyc.65.8.946]. Archives of General Psychiatry, 65(8), 946-954.

Klin, A., Jones, W., Schultz, R., Volkmar, F., & Cohen, D. (2002). Visual fixation patterns during viewing of naturalistic social situations as predictors of social competence in individuals with autism. Archives of General Psychiatry. 59(9):809-816.

Pierce, K., Conant, D., Hazin, R., Stoner, R., & Desmond, J. (2011). Preference for geometric patterns early in life as a risk factor for autism. [doi: 10.1001/archgenpsychiatry.2010.113]. Archives of General Psychiatry, 68(1), 101-109.

Вчера было опубликовано очень любопытное исследование о том, как простой тест на ай-трекере может показать ранние признаки болезни Альцгеймера (Crawford et al., 2012).

В экспериментах участвовали пациенты всех возрастов, как абсолютно здоровые, так и синдромом Паркинсона и болезнью Альцгеймера.
Сначала, на мониторе компьютера они должны были следить глазами за перемещающейся светлой точкой, а затем, в другой задаче – в противоположную сторону от точки.

И вот что оказалось: первая задача выполнялась практически всеми группами одинаково, с понятной, более быстрой реакцией молодых здоровых участников и практически одинаковой всех остальных. А вот вторая задача выявила существенные отличия. Больные Альцгеймером совершали ошибки, выполняя задачу, и были не в состоянии их скорректировать, как показано на графике:

Странно, казалось бы, ну в чем отличие этих задач, кроме небольшого усложнения? Но эта привело к неспособности ее успешно выполнять и  оказалась сильно коррелированна с ухудшением пространственной рабочей памяти.

Это очень многообещающий путь в исследованиях, потому что позволяет провести очень быстрый тест, в сравнении с длительными тестами, существующими сегодня. Это также позволяет прекрасно отделить больных Паркинсоном от больных Альцгеймером, обнаружить нарушения работы памяти и предсказать баллы по тесту MMSE (он используется для оценки состояния когнитивных функций).

Дизайн такого эксперимента сделать несложно, надо провериться и самому, да людей потестировать. Кому проверить?

Картина в начале статьи – саккадический портрет Вольфганга Биттнера (Wolfgang Bittner) отсюда. Портрет создается движениями глаз. Круто.

Crawford, T., Higham, S., Mayes, J., Dale, M., Shaunak, S., & Lekwuwa, G. (2012). The role of working memory and attentional disengagement on inhibitory control: effects of aging and Alzheimer’s disease. AGE, 1-14.