更好地理解感官知觉可以帮助自闭症和阅读障碍患者

破译大脑如何处理视觉和听觉，可能会对我们如何理解和治疗阅读障碍、自闭症和精神分裂症等疾病产生影响。

在她的博士后研究期间，神经科学家卡塔琳娜·冯·克里格斯坦(Katharina von Kriegstein)正在进行实验，看看听觉和语音识别是如何激活大脑的听觉区域的，当她得到一个惊人的结果时。与她的参与者不同，她的扫描单独显示了大脑视觉区域的活动。“没有其他受试者有这种奇怪的活动，”她回忆说。

她现在知道原因了。在某种程度上，这是因为她从视觉上认出了拍摄对象。但她的研究还揭示了其他一些东西:“当我们与一个人进行简短的交流时，例如两分钟，我们也会使用视觉区域来帮助听觉处理，帮助通过声音来识别这个人。”

如今，von Kriegstein是德国Technische Universität德累斯顿的认知和临床神经科学教授，他研究多感官体验——视觉和听觉。通过一个名为SENSOCOM她正在研究感官知觉如何影响交流，主要研究方向是大脑深层皮层下结构。

通过这样做，她和她的团队正在探索传统上被研究排除在外的大脑的一部分，试图了解自闭症谱系障碍和阅读障碍中发现的沟通障碍，这些情况会影响欧洲大约有5300万人口．

“核心问题是，我们研究的是非常早期的结构，感觉通路，而大多数研究人员一直在研究认知功能(在大脑中)大脑皮层)，她说。“所以，在自闭症中，甚至比在阅读障碍中更甚，基本上所有的工作都在大脑皮层(以及与情绪有关的结构)中完成或已经完成。”

沟通

冯·克里格斯坦教授认为，深入研究较少被研究的神经处理机制，可以解释阅读障碍和自闭症中一些关键的沟通问题，这些问题以前主要被归因于皮层区域的功能障碍。

她说:“我们的想法是，实际上我们的眼睛和耳朵将感觉信号传递到大脑皮层，而皮层下结构基本上只是为了传递这些信息，皮层做所有非常有趣的事情。”“但现在我们知道有很多反馈联系等等，所以研究这些长期以来被认为非常无趣的结构是有道理的。”

这些结构也很难使用迄今为止可用的非侵入性技术进行研究，因为它们体积小，位于大脑深处。到目前为止，关于皮质下结构和阅读障碍的研究主要集中在动物模型和死后病例上。但冯·克里格斯坦教授和她的团队正在利用新开发的超高分辨率神经成像技术克服人类面临的这些挑战。

她的团队正在探索高功能自闭症患者的感觉处理困难是否会导致社会沟通障碍，比如识别他人的声音情绪和音调，以及阅读障碍(一种以难以流畅阅读为特征的学习障碍)。

为了做到这一点，他们一直专注于感觉通路与这些深层结构相连。她和她的团队发现有阅读障碍的成年人的视觉皮层下结构(左视丘脑)与皮层中一个被称为V5/MT的区域之间的通路连接较弱，这个区域对视觉运动的感知至关重要。在听觉模式下，也有类似的发现。研究小组发现左听觉丘脑还有一个与听觉运动有关的皮层结构，这对语言感知很重要。冯·克里格斯坦博士说，这些联系对于阅读和预测阅读能力很重要。

难以快速命名是阅读障碍的一个核心症状。研究小组发现，这种联系越弱，大声说出字母和数字的名字所需的时间就越多。

机制

那么这将如何转化为帮助有阅读障碍的人呢?冯·克里格斯坦教授说，这是基础科学，所以在开发治疗训练工具之前，首先了解沟通障碍背后的机制至关重要，尽管她乐观地认为这些工具是可以实现的。

她的实验室也在研究神经刺激，特别是一种被称为经颅磁刺激的非侵入性技术，以更好地了解通信是如何工作的。这项技术包括在头皮上放置一个线圈来产生磁脉冲，从而暂时改变大脑的神经活动。通过测量刺激对交流的影响，研究人员旨在了解大脑的哪些区域对特定的过程是重要的。她说:“当然，如果它有效，人们可以更好地瞄准这些区域。”

事实上，以色列的研究人员在2015年报告称，神经刺激“导致了显著的提高诵读困难患者对数字的快速命名能力以及字母进步的趋势。”

更好地理解大脑如何处理感官体验也可能对另一种疾病——精神分裂症产生影响。

当我们使用感官时，可能是闻到咖啡味或听到火车驶过，神经元网络内就会产生电活动。

大脑对信息进行编码，进而引导感知感官体验的方式是一个高度可变的过程。

托马索·何说起他是位于意大利热那亚的意大利技术学院(IIT)的首席研究员，领导了一个名为NEURO-PATTERNS该研究旨在更好地理解感官知觉过程中大脑编码的工作原理以及最重要的活动模式。它还可以揭示与疾病相关的异常现象。

费林博士说:“了解哺乳动物大脑的这一基本特性有可能有助于揭示脑部疾病，特别是那些以感觉知觉改变为特征的疾病。”

精神分裂症

因此，这项研究与研究听觉和感觉处理缺陷的精神分裂症有关。

例如，精神分裂症患者所描述的感觉过载或扭曲和增强的感知可能与这些缺陷有关。感觉功能障碍也有有关到妄想和幻觉，以及难以集中注意力和阅读他人的情绪或语气，所有这些都会影响社交互动。

根据费林博士的说法，连接减少神经细胞(神经元)似乎在精神分裂症的进展中起着重要作用。

到目前为止，费林博士和他的团队已经确定哪些特定的神经元会影响感觉反应在小鼠研究中，但还没有在精神分裂症的动物模型中进行类似的研究神经胶质细胞-神经系统的支持细胞。

现在,他们开发新技术刺激和监测神经元的活动，即使在单细胞分辨率和在大脑深处．

这项工作反映了最近对精神分裂症研究的更广泛的重新关注感觉过程的缺陷，而不是强调高阶认知过程，比如记忆。

在未来，它可以帮助研究人员设计更好的诊断工具和治疗方案。