Visuale verwerking in Autisme Spectrum Stoornissen

In het algemeen wordt aangenomen dat mensen met autisme en verwante stoornissen
(Autism spectrum disorders; ASD) problemen hebben in het domein van sociale
interacties. Echter, wetenschappelijke bevindingen suggereren in toenemende
mate dat mensen met ASD ook atypische perceptuele en cognitieve stijlen hebben.
Bijvoorbeeld, mensen met ASD hebben de neiging te focussen op details, in
plaats van op het groter geheel. Recentelijke evidentie suggereert dat de
onderliggende oorzaak van deze voorkeur voor details niet gerelateerd is aan
cognitieve stijl, maar veroorzaakt wordt door een pre-attentieve toename in
perceptuele sallientie. Met andere woorden, mensen met ASD kiezen er niet
bewust voor om zich meer te richten op de details; zij nemen deze details als
opvallender waar. Deze ogenschijnlijke opvallendheid van details trekt
vervolgens gemakkelijk hun aandacht. Het is mogelijk dat een kind, dat de
wereld op een dergelijke atypische manier waarneemt, een atypische manier van
interacteren met de wereld ontwikkeld. Omdat sociale interacties zo belangrijk
voor ons zijn, is het waarschijnlijk dat deze afwijkende interactie met de
wereld waarin het kind opgroeid, vooral tot uitdrukking komt in het sociale
domein. Het is daarom van groot belang om te bepalen hoe deze atypische
perceptuele functie onstaat.

Een mogelijkheid is dat de atypische perceptuele sallientie van details voor
mensen met ASD een gevolg is van atypische neurale responses op visuale
stimulatie. Op het neurale niveau, het pop-out effect gerelateerd is aan een
fenomeen dat *surround suppression* genoemd wordt. Surround suppression
verwijst naar een neuronaal mechanisme waarbij de activiteit van een visueel
responsief neuron gereduceerd wordt door inhibitoire inter-connecties met
neuronen die het visuospatiele gebied rondom het receptieve veld van het neuron
in kwestie coderen, indien de visueel responsieve neuronen gevoelig zijn voor
het zelfde type informatie (zoals verticale oriëntatie van de stimulus). Het
pop-out effect vindt plaats wanneer surround suppression resulteert in
gereduceerde activiteit in neuronen die reageren op de homogene achtergrond,
terwijl een dergelijke onderdrukking neuronen die reageren op de opvallende
target niet plaatsvindt.

Het is ook van belang om te onderzoeken of atypische neuronale responsiviteit
op visuele stimulatie beperkt is tot het eerste stadium van corticale visuele
informatie verwerking, of dat dit effect zich voor doet op meerdere niveaus van
visuele verwerking. Indien de verschillen tussen mensen met en zonder ASD
beperkt zijn tot een bepaald niveau van visuele verwerking, dan reflecteert de
atypische visuele ervaring wellicht een uniek, modaliteitspecifiek mechanisme.
Indien de effecten echter aanwezig zijn op meerdere corticale *visuele*
gebieden, dan reflecteert de atypische perceptuele ervaring wellicht een meer
algemene vorm van over-activatie van inhibitoire connecties.
Om deze vraag te beantwoorden, zullen we visuele stimuli ontwikkelen die
geoptimaliseerd zijn voor de hiërarchische low-level visuele gebieden in het
brein: V1/V2 en V3.

Om vast te stellen of het verschil in inhibitie effecten tussen mensen met en
zonder ASD gerelateerd is aan verschillen in perceptuele gevoeligheid, willen
we ook de twee groepen vergelijken op een gedragstaak waarmee we perceptuele
sensitiviteit willen testen.

Het hoofddoel van deze studie is onderzoeken of mensen met ASD overactieve
inhibitoire inter-connecties hebben in
hersengebieden betrokken bij visuele waarneming, en of deze inter-connecties de
overgevoeligheid van deze patiënten voor
visuele onregelmatigheden kunnen verklaren.

Wij stellen een tussen-groepen experimenteel design voor. We zullen fMRI en EEG
gebruiken om te bepalen of mensen met ASD een hogere mate van corticale
inhibitie vertonen in reactie op homogene displays, vergeleken met inhomogene
displays. De displays zijn gecreëerd op dusdanige wijze dat ze matchen met de
receptieve-veld eigenschappen van corticale neuronen in V1/V2 en V3. We zullen
gedragsmaten gebruiken om te bepalen of mensen met ASD een hogere mate van
onderdrukking van visuele gevoeligheid, geassocieerd met een hogere mate van
corticale inhibitie, laten zien. Het experiment zal een 2x2x3 design volgen,
met displaytype (homogeen of inhomogeen), stimulustype (geoptimaliseerd voor
V1/V2, of V3) als binnengroepfactoren, en ASD diagnose als tussengroepfactor.

Deelname behelst drie verschillende sessies: een voor fMRI en gedragtesten
(maximaal twee uur), een voor de EEG, de gedragstesten en een voor IQ tesets
(2.5 uur). Indien nodig, zullen sommige participanten een extra diagnostische
sessie ondergaan (maximaal een uur). Om deze reden zullen proefpersonen 2 tot 3
keer naar het lab moeten komen om alle sessie te voltooien. Participanten
zullen een vergoeding ontvangen van 10 euro per uur (50 euro in totaal bij
volledige deelname aan het complete experiment). Er zijn geen risico*s
verbonden aan deelname aan de IQ test en de gedragstest. FMRI metingen worden
als invasief beschouwd en incidentele bevindingen van reeds bestaande
hersenafwijkingen zijn mogelijk.