ESSENCE – neurophysiology

Översikt över forskningsprogrammet

De olika utvecklingsneurologiska tillstånden som ingår i ESSENCE påverkar hjärnans funktion, och vårt forskningsprogram använder olika verktyg i syfte att objektivt mäta skillnaderna mellan individer med ESSENCE och personer med neurotypisk utveckling.

Det finns många sätt att titta på hjärnans struktur och funktion, bland annat magnetisk resonanstomografi (MR), funktionell MR, magnetencefalografi (MEG), elektroencefalografi (EEG/ERP) och inte minst blickspårning, som ger information om både beteende (blicken) och arousal (pupillometri) och dessutom kan kopplas till andra sätt att mäta arousal (puls, hudkonduktans) och psykosociala test som speglar balansen mellan excitation och inhibition (E/I) i hjärnan (till exempel paradoxal rörelseperceptionstest, alltså PMP-test). Alla dessa test kompletteras med frågeformulär som till exempel indikerar hur känslig individen i fråga är för sensoriska stimuli, eller mer allmänna psykologiska drag som kan knytas till autism eller andra ESSENCE-diagnoser.

Vi är även intresserade av en ledande hypotes rörande autism – en som dessutom kan vara relevant för andra tillstånd – där man menar att symptomen kan orsakas av en E/I-obalans i hjärnan.

Slutligen är vi också intresserade av neuroinflammation och dess roll i olika tillstånd, bland annat PANS (Paediatric Acute-onset Neuropsychiatric Syndrome), ett tillstånd präglat av plötsligt debuterande psykiatriska symptom, däribland tvångsbeteenden och kognitiva, beteendemässiga eller neurologiska symptom; vi vill pröva hypotesen att dessa symptom är förknippade med neuroinflammation i basala ganglierna.

Tidigare forskningsprojekt

Under de senaste åren har vi publicerat ett flertal artiklar som visat skillnader i hjärnans funktion hos personer med autism, inklusive överkänslighet för ögonkontakt (Hadjikhani et al., 2017; Galazka et al., 2018; Lassalle et al., 2017) som kan lindras genom behandling med butanid (Hadjikhani et al., 2018; se även Hadjikhani et al., 2015). Med hjälp av MEG har vi visat att gammadämpning kan fungera som ett icke-invasivt sätt att uppnå inhibitionskontroll i både friska och sjuka hjärnor (Orekhova et al., 2018), och att skillnader i gammavågor är kopplade till överkänslighet (Orekhova et al., 2019). Vi har vidare visat att blickspårning kan ge värdefull information om ansikten och social bearbetning (Frost-Karlsson et al., 2019; Galazka et al., 2019; Åsberg Johnels et al., 2017). Slutligen har vi även utrett kopplingen mellan bakomliggande elektrofysiologiska mönster (EEG/ERP) och beteenderelaterade exekutiva problem hos barn och ungdomar med ADHD (Hager et al., 2020).

Pågående projekt

Vi prövar för närvarande hypotesen om E/I-obalans i en klinisk studie där autistiska individer behandlas med vätskedrivande medel (bumetanid) som påverkar de intracellulära kloridnivåerna och på så sätt bidrar till att återställa gammaaminosmörsyras (GABA:s) inhibitoriska funktion. Utifrån tidigare hjärnavbildningar har den här behandlingen visat lovande resultat för en liten grupp individer, och vi jobbar just nu med att använda olika metoder i en större grupp deltagare för att pröva hypotesen vidare.

Vi är även intresserade av motorisk och autonom interpersonell synkronicitet vid ESSENCE och kommer att undersöka orsakerna bakom svårigheterna i social interaktion och kommunikation som återkommer genomgående inom ESSENCE-tillstånd. Vi kommer då att pröva hypotesen att dessa svårigheter kan vara kopplade till problem med synkronisering och härmande, både på motorisk nivå (mimik, kroppshållning, synkroniserad blick, ögonkontakt) och autonom nivå (pupillerna, förändringar i stressnivå, pulssynkronisering). Därutöver pågår även forskning på de underliggande elektrofysiologiska orsakerna bakom ESSENCE-symptom.

Referenser

ASBERG JOHNELS, J., HOVEY, D., ZURCHER, N., HIPPOLYTE, L., LEMONNIER, E., GILLBERG, C. & HADJIKHANI, N. 2017. Autism and emotional face-viewing. Autism Res, 10, 901-910.

FROST-KARLSSON, M., GALAZKA, M. A., GILLBERG, C., GILLBERG, C., MINISCALCO, C., BILLSTEDT, E., HADJIKHANI, N. & ASBERG JOHNELS, J. 2019. Social scene perception in autism spectrum disorder: An eye-tracking and pupillometric study. J Clin Exp Neuropsychol, 41, 1024-1032.

GALAZKA, M. A., ASBERG JOHNELS, J., ZURCHER, N. R., HIPPOLYTE, L., LEMONNIER, E., BILLSTEDT, E., GILLBERG, C. & HADJIKHANI, N. 2018. Pupillary Contagion in Autism. Psychol Sci, 956797618809382.

GALAZKA, M. A., ASBERG JOHNELS, J., ZURCHER, N. R., HIPPOLYTE, L., LEMONNIER, E., BILLSTEDT, E., GILLBERG, C. & HADJIKHANI, N. 2019. Pupillary Contagion in Autism. Psychol Sci, 30, 309-315.

HADJIKHANI, N., ÅSBERG JOHNELS, J., LASSALLE, A., ZÜRCHER, N. R., HIPPOLYTE, L., GILLBERG, C., LEMONNIER, E. & BEN-ARI, Y. 2018. Bumetanide for autism: more eye contact, less amygdala activation. Scientific Reports, 8, 3602.

HADJIKHANI, N., ASBERG JOHNELS, J., ZURCHER, N. R., LASSALLE, A., GUILLON, Q., HIPPOLYTE, L., BILLSTEDT, E., WARD, N., LEMONNIER, E. & GILLBERG, C. 2017. Look me in the eyes: constraining gaze in the eye-region provokes abnormally high subcortical activation in autism. Scientific Reports, 7, 3163.

HADJIKHANI, N., ZURCHER, N. R., ROGIER, O., RUEST, T., HIPPOLYTE, L., BEN-ARI, Y. & LEMONNIER, E. 2015. Improving emotional face perception in autism with diuretic bumetanide: A proof-of-concept behavioral and functional brain imaging pilot study. Autism, 19, 149-57.

HAGER, L. A., OGRIM, G., DANIELSEN, M., BILLSTEDT, E., GILLBERG, C. & ASBERG JOHNELS, J. 2020. Indexing Executive Functions with Test Scores, Parent Ratings and ERPs: How Do the Measures Relate in Children versus Adolescents with ADHD? Neuropsychiatr Dis Treat, 16, 465-477.

LASSALLE, A., ASBERG JOHNELS, J., ZURCHER, N., HIPPOLYTE, L., BILLSTEDT, E., WARD, N., LEMONNIER, E., GILLBERG, C. & HADJIKHANI, N. 2017. Hypersensitivity to low intensity fearful faces in people with autism focusing on the eye region. In: F1000RESEARCH (ed.).

OREKHOVA, E. V., STROGANOVA, T. A., SCHNEIDERMAN, J. F., LUNDSTROM, S., RIAZ, B., SAROVIC, D., SYSOEVA, O. V., BRANT, G., GILLBERG, C. & HADJIKHANI, N. 2019. Neural gain control measured through cortical gamma oscillations is associated with sensory sensitivity. Hum Brain Mapp, 40, 1583-1593.

OREKHOVA, E. V., SYSOEVA, O. V., SCHNEIDERMAN, J. F., LUNDSTROM, S., GALUTA, I. A., GOIAEVA, D. E., PROKOFYEV, A. O., RIAZ, B., KEELER, C., HADJIKHANI, N., GILLBERG, C. & STROGANOVA, T. A. 2018. Input-dependent modulation of MEG gamma oscillations reflects gain control in the visual cortex. Sci Rep, 8, 8451.