Procesamiento de miradas en personas con TEA

Nuestros cerebros están ávidos de conseguir información sobre los pensamientos, intenciones y deseos de otras personas. Parte de esa información la conseguimos mediante el análisis constante de la expresión facial, en particular la mirada, y del resto del lenguaje corporal. La reticencia a establecer contacto visual durante las interacciones sociales es un criterio clave para el diagnóstico del trastorno del espectro autista (TEA). Las personas con TEA muestran más variaciones en los patrones de la mirada, una menor respuesta a las señales emocionales transmitidas por movimientos faciales y una producción reducida de expresiones faciales propias que transmitan su contenido emocional a los que están a su alrededor.

Los científicos han tenido dificultades a la hora de estudiar las bases neurológicas de la interacción social mediante contacto visual en tiempo real en el TEA debido a la imposibilidad de obtener imágenes de los cerebros de dos personas simultáneamente. Sin embargo, utilizando una tecnología innovadora que permite obtener imágenes de dos individuos en directo y en condiciones naturales, un grupo de investigadores de Yale han identificado áreas cerebrales específicas situadas en la región parietal dorsal del cerebro asociadas a la sintomatología social del autismo.

El estudio, publicado el 9 de noviembre en la revista PLOS ONE, concluye que las respuestas neuronales al contacto facial y ocular en vivo son diferentes en los autistas que en la población general y pueden proporcionar un biomarcador para el diagnóstico del TEA, así como ofrecer una prueba de la eficacia de los tratamientos.

Dra. Joy Hirsch

El equipo de Yale, dirigido por Joy Hirsch, profesora de Psiquiatría, Medicina Comparada y Neurociencia, y James McPartland, catedrático del Centro de Estudios Infantiles de Yale, analizó la actividad cerebral durante breves interacciones sociales entre parejas de adultos formadas por un participante neurotípico y otro con TEA. De cada miembro de la pareja, se adquirieron datos de neuroimagen, seguimiento ocular y pupilometría de forma simultánea utilizando espectroscopia funcional de infrarrojo cercano (fNIRS) de las dos personas durante el contacto ocular «en persona» y la mirada a una cara en un vídeo para identificar los correlatos neurales del contacto ocular en vivo.

Los investigadores descubrieron que, durante el contacto visual, los participantes con TEA presentaban una actividad significativamente menor en una región del cerebro denominada corteza parietal dorsal en comparación con los que no tenían TEA. Ello sugiere un procesamiento visual temprano atípico de los rostros. La mirada a las imágenes de ojos con contenido emocional se ha asociado con una activación anormalmente alta en los sistemas subcorticales, incluyendo el colículo superior, el núcleo pulvinar del tálamo y la amígdala. Las respuestas elevadas de la amígdala a las caras neutras también se han asociado a un aumento de la excitación ante los estímulos faciales. Los hallazgos de la electroencefalografía (EEG) en el TEA también muestran un aumento de la latencia de los potenciales relacionados con eventos (ERPs) a los estímulos generados por las miradas en relación con los participantes neurotípicos. También se han visto respuestas atípicas y reducidas a caras simuladas y robots en apoyo de la hipótesis de vías neuronales alternativas para el procesamiento de caras en el caso de las personas con TEA.

El córtex temporal se activa específicamente durante la visualización de los movimientos oculares y bucales en la población normotípica. Por el contrario, en aquellos con TEA, se ha visto una hipoactivación del surco temporal superior y de las áreas dorsales relacionadas con la cara, tales como la corteza somatosensorial y premotora cuya actividad está asociada al procesamiento cerebral de los rostros. También se ha encontrado hipoactividad en sistemas cognitivos y lingüísticos de alto nivel. Estos hallazgos previos de un procesamiento perceptivo, cognitivo y lingüístico atípico de orden superior y temprano son consistentes con la hipótesis general de un impacto en los sistemas socio-comunicativos relacionados con el procesamiento facial y ocular en el TEA.

Los resultados indican que a medida que la capacidad social disminuye, las respuestas neurales en la región parietal dorsal derecha al contacto visual real también disminuyen, lo que es coherente con un correlato neural para las características sociales en el TEA. En palabras sencillas, hay una relación entre poca relación social y poca actividad en las zonas cerebrales implicadas en la identificación de emociones o pensamientos en las caras. Además, cuanto más graves eran los síntomas sociales generales del TEA, medidos por las puntuaciones del ADOS (Autism Diagnostic Observation Schedule, 2ª edición), menos actividad se observaba en esta región cerebral. La actividad neuronal en estas regiones era sincrónica entre los participantes típicos durante el contacto real ojos a ojos, pero no durante la mirada a una cara en vídeo. Este aumento típico del acoplamiento neuronal no se observó en el TEA, y es coherente con las dificultades en las interacciones sociales en las personas con esta condición.

Puesto que esas diferencias en la mirada son características del TEA se ha explorado también si podían usarse como biomarcador para el diagnóstico de TEA. La evaluación de los TEA implica observaciones de expertos en entornos neutros, lo que introduce limitaciones y sesgos relacionados con la falta de objetividad y no capta el rendimiento en entornos del mundo real. Para superar estas limitaciones, se han utilizado avances tecnológicos (por ejemplo, la realidad virtual) y sensores (por ejemplo, las herramientas de seguimiento ocular) para crear entornos simulados realistas y realizar un seguimiento de los movimientos oculares, enriqueciendo las evaluaciones de un posible TEA con datos más objetivos que los que se pueden obtener mediante las medidas tradicionales. El grupo de Alcañiz et al. ha analizado si podía distinguir entre los niños autistas y los que se desarrollan de forma típica utilizando conductas de atención visual a través de un paradigma de seguimiento ocular en un entorno virtual. Participaron 55 niños. Los niños autistas presentaron un mayor número de fotogramas, tanto en general como por escenario, y mostraron mayores preferencias visuales por los adultos que por los niños, así como preferencias específicas por las caras de los adultos en lugar de las de los niños, en las que miraban más a los cuerpos. Se desarrolló un conjunto de modelos de aprendizaje automático supervisado utilizando la selección recursiva de características para reconocer el TEA basándose en las características extraídas de la mirada. Los modelos alcanzaron hasta un 86% de precisión (sensibilidad = 91%) en el reconocimiento de niños autistas.

 

Para leer más:

  • Alcañiz M, Chicchi-Giglioli IA, Carrasco-Ribelles LA, Marín-Morales J, Minissi ME, Teruel-García G, Sirera M, Abad L (2022) Eye gaze as a biomarker in the recognition of autism spectrum disorder using virtual reality and machine learning: A proof of concept for diagnosis. Autism Res 15(1): 131-145. doi: 10.1002/aur.2636.
  • Hirsch J, Zhang X, Noah JA, Dravida S, Naples A, Tiede M, Wolf JM, McPartland JC (2022) Neural correlates of eye contact and social function in autism spectrum disorder. PLoS One 17(11): e0265798.

Why Eye Contact Is Rare Among People With Autism

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