Kasvot, katse ja autismi

Transkriptio

1 tieteessä Anneli Kylliäinen PsT, Suomen Akatemian tutkijatohtori Jari K. Hietanen Ph.D., professori Human Information Processing -laboratorio Tampereen yliopisto, yhteiskuntaja kulttuuritieteiden yksikkö, psykologia Kasvot, katse ja autismi Autistisesti käyttäytyvillä henkilöillä on usein vaikeuksia tulkita sosiaalisesti merkittävää tietoa toisten ihmisten kasvoista. Näiden vaikeuksien taustalla saattavat olla toisen henkilön silmiin katsomiseen liittyvät poikkeavuudet. Silmiin katsominen ei ole motivoivaa autistisille lapsille. Seurauksena voivat olla autismille tyypilliset vaikeudet jaetussa tarkkaavuudessa ja katsekontaktissa sekä kasvohavaintojen harjaantumattomuus. Autismin varhainen tunnistaminen antaa edellytykset katsekäyttäytymisen tukemiselle ja kasvohavaintojen mahdollisimman normaalille kehittymiselle. Vertaisarvioitu VV Ihmisten välinen sosiaalinen vuorovaikutus tukeutuu sekä kielelliseen kommunikaatioon että ei-kielelliseen informaatioon. Kehon asennot ja eleet sekä erityisesti kasvot välittävät monenlaista vuorovaikutuksen säätelyn kannalta keskeistä tietoa. Toinen henkilö tunnistetaan luotettavimmin kasvoista, ja päätelmät ihmisten iästä ja sukupuolesta perustuvat myös useimmiten heidän kasvoihinsa. Kasvoilla näkyvien ilmeiden perusteella voidaan tehdä arvioita toisen ihmisen tunteista, ja suun alueen liikkeet puheen aikana (visuaalinen puhe) auttavat puheen vastaanottamisessa. Kasvoja katseltaessa huomio kohdistuu erityisesti silmiin. Silmien tarjoama informaatio onkin keskeisessä roolissa sosiaalisen vuorovaikutuksen säätelemisessä. Silmien liikkeitä ja katseen suuntaa käytetään hyväksi arvioitaessa toisen ihmisen kiinnostuksen ja tarkkaavuuden kohdetta, samoin kuin erilaisissa sosiaalisissa arvioinneissa, kuten arvioitaessa toisen pätevyyttä, valta-asemaa, sosiaalisia taitoja sekä uskottavuutta (1). Aivotutkimus on tuottanut huomattavan määrän tutkimustuloksia, jotka osoittavat, että kasvojen havaitseminen tukeutuu joukkoon tähän tehtävään erikoistuneita kortikaalisia ja subkortikaalisia hermoverkkoja. Tällaisten mekanismien olemassaoloon viittaavat mm. sellaiset aivovammojen tuottamat tai synnynnäiset visuaaliset tunnistamishäiriöt (agnosiat), joissa vaikeudet kohdistuvat nimenomaan kasvojen tunnistamiseen (prosopagnosia) (2). Suorempaa näyttöä kasvohavaintojen käsittelyyn osallistuvien aivomekanismien toiminnasta on saatu sadoista tutkimuksista, joissa yksittäissolurekisteröintien, EEG- ja MEG-mittausten ja aivokuvantamismenetelmien (PET ja toiminnallinen magneettikuvaus) avulla on osoitettu aivoista löytyvän kasvojen käsittelyyn erikoistuneita visuaalisia aivoalueita (3). Viimeaikaisissa tutkimuksissa kasvojen havaitsemiseen ja tunnistamiseen liittyvien kykyjen on lisäksi osoitettu olevan voimakkaasti periytyviä (4,5). Tällaiset tulokset tarjoavat lisätukea sille, että näiden kykyjen taustalla on todellakin tähän tehtävään erikoistuneita hermoverkkoja, ja ne osoittavat geneettisen ohjauksen suuren merkityksen näiden hermoverkkojen toiminnan säätelyssä. Koska kasvoista tehtävät havainnot ovat niin keskeisessä asemassa sosiaalisen vuorovaikutuksen säätelyssä ja toisaalta koska autistiselle käyttäytymiselle ovat tyypillisiä nimenomaan sosiaalisen vuorovaikutuksen vaikeudet (6), tutkijat ovat kiinnostuneet kysymään, näkyykö autistisilla henkilöillä vaikeuksia kasvojen havaitsemisessa ja näkyvätkö nämä mahdollisesti myös kasvohavainnoista vastaavien hermostollisten järjestelmien toiminnassa. Autismi on kehittyvän keskushermoston häiriö, joka geneettisestä ja neurobiologisesta taustastaan huolimatta diagnosoidaan käyttäytymisen perusteella. Autismi ei ole kuitenkaan yksittäinen, tarkkarajainen häiriö, vaan häiriöiden kirjo, jossa mm. autistisen käyttäytymisen vaikeusaste sekä päättelytaitojen taso vaihtelevat (7). Tutkimukset ovat osoittaneet, että autistiset henkilöt tunnistavat henkilöllisyyden kasvoista heikommin kuin tyypillisesti kehittyneet henkilöt, erityisesti jos tehtävä kuormittaa muistia (8). Autistisilla henkilöillä on havaittu vaikeuksia myös kasvoilla näkyvien tunneilmaisujen tunnistamisessa (9) ja visuaalisen puheen havaitsemisessa (huuliltaluku) (10). Aivojen kuvantamistutkimukset ovat osoittaneet vähentynyttä aktivaatiota kasvojen havaitsemiselle keskeisissä rakenteissa, kuten temporaalilohkojen 581

2 Kirjallisuutta 1 Kleinke CL. Gaze and eye contact: A research review. Psychol Bull 1986;100: Grüter T, Grüter M, Carbon CC. Neural and genetic foundations of face recognition and prosopagnosia. J Neuropsychol 2008;2: Tsao DY, Livingstone MS. Mechanisms of Face Perception. Annu Rev Neurosci 2008;31: Wilmer JB, Germine L, Chabris CF ym. Human face recognition ability is highly heritable. Proc Natl Acad Sci 2010;107: Zhu Q, Song Y, Hu S ym. Heritability of the specific cognitive ability of face perception. Curr Biol 2010;20: Schultz RT. Developmental deficits in social perception in autism: the role of the amygdala and fusiform face area. Int J Dev Neurosci 2005;23: Volkmar F, Lord C, Bailey A, Klin A. Autism and pervasive developmental disorders. J Child Psychol Psychiatry 2004;45: Weigelt S, Koldewyn K, Kanwisher N. Face identity recognition in autism spectrum disorders: A review of behavioral studies. Neurosci Biobehav Rev 2012;36: Humphreys K, Minshew N, Leonard GL, Behrmann M. A fine-grained analysis of facial expression processing in high-functioning adults with autism. Neuropsychologia 2007;45: Smith EG, Bennetto L. Audiovisual speech integration and lipreading in autism. J Child Psychol Psychiatry 2007;48: Dawson G, Webb SJ, McPartland J. Understanding the nature of face processing impairment in autism: insights from behavioral and electrophysiological studies. Dev Neuropsychol 2005;27: Falck-Ytter T, van Hofsten C. How special is social looking in ASD: A review. Prog Brain Res 2011;189: Senju A, Johnson MH. Atypical eye contact in autism: Models, mechanisms and development. Neurosci Biobehav Rev 2009;33: Dalton KM, Nacewicz BM, Johnstone T ym. Gaze fixation and the neural circuitry of face processing in autism. Nat Neurosci 2005;8: Kobayashi H, Kohshima S. Unique morphology of the human eye and its adaptive meaning: Comparative studies on external morphology of the primate eye. J Hum Evol 2001;40: Batki A, Baron-Cohen S, Wheelwright S, Connellan J, Ahluwalia J. Is there an innate gaze module? Evidence from human neonates. Infant Behav Dev 2000;23: Farroni T, Csibra G, Simion F, Johnson MH. Eye contact detection in humans from birth. Proc Natl Acad Sci 2002;99: Keller H, Zach U. Developmental consequences of early eye contact behaviour. Acta Paedopsychiatr 1993;56:31 6. alapinnalla, fusiformisessa aivopoimussa sijaitsevalla FFA-alueella (fusiform face area) (6). Tällaiset tulokset ovat saaneet jotkut tutkijat esittämään, että kasvojen havaitsemiseen liittyvät vaikeudet voisivat olla jopa eräänlainen ydintekijä autistisille häiriöille ominaisten sosiaalisen käyttäytymisen ongel mien kehittymisessä (6,11). Kasvojen havaitsemisen poikkeavuuden ei kuitenkaan ajatella olevan autistisilla henkilöillä synnynnäistä, vaan pikemminkin seurausta siitä, että autistisessa kehityksessä pikkulapsi ei ylipäätään suuntaudu toisten ihmisten kasvoja kohden. Tutkimukset osoittavat, että autistiset lapset ja aikuiset katsovat oma-aloitteisesti toisen henkilön kasvoja vähemmän kuin tavanomaisesti kehittyneet henkilöt (12). Tämä johtaa puolestaan siihen, että autistisesti kehittyville lapsille ei kerry riittävästi havaintokokemusta kasvoista normaalien kasvohavaintotoimintojen kehittymiseksi (8,13). Mikä sitten selittää sitä, että autistiset pikkulapset eivät suuntaudu toisen henkilön kasvoihin samassa määrin kuin tavanomaisesti kehittyvät lapset? On esitetty, että autististen henkilöiden kasvohavaintoihin liittyvien vaikeuksien takana saattaisivat itse asiassa olla poikkeavuudet, jotka liittyvät toisen ihmisen silmien näkemiseen. Autismille on tyypillistä taipumus katse kontaktin välttämiseen (13). Katsekontaktin välttämisen heti kehityksen varhaisvaiheista lähtien on ajateltu johtavan epätyypilliseen tapaan katsella kasvoja ja jopa kasvojen katselemisen välttämiseen, ja tämä puolestaan olisi osallisena siihen, että autistisesti kehittyvät lapset eivät saa samanlaista harjaantumista kasvojen havainnoinnissa kuin heidän tyypillisesti kehittyvät ikätoverinsa (8,11,13). Tätä olettamusta ovat tukeneet aivojen kuvantamistutkimukset, joissa autistisesti käyttäytyvillä henkilöillä on havaittu sitä enemmän aktivaatiota kasvojen havaitsemiseen erikoistuneella FFAalueella, mitä enemmän he katsovat kasvoissa silmien aluetta (14). Aivojen kuvantamistutkimukset on kuitenkin usein tehty aikuisilla tai hyvätasoisilla autistisilla lapsilla, joten tulosten yleistettävyys pienten, vahvasti autististen lasten kasvojen havaitsemiseen on ongelmallista. Toisen ihmisen silmien ja katsesuunnan havaitseminen Verrattuna muiden kädellislajien silmiin ihmissilmä on ainutlaatuinen rakenteeltaan ja ulkonäöltään. Ihmisellä silmän kovakalvossa ei ole lainkaan väripigmenttiä silmänvalkuaisen osuus silmäaukon koosta on suurempi kuin millään muulla kädellislajilla ja silmäaukon muoto on vaakasuorassa tasossa venynyt (soikeampi) (15). Näiden ominaisuuksien vuoksi tummansävyinen värikalvo erottuu selvästi vasten silmänvalkuaista ja helpottaa katsesuunnan havaitsemista. Tämä on mahdollistanut katsesuunnan käyttämisen biologisesti ja sosiaalisesti tärkeänä signaalina. Tärkein etu toisen ihmisen katsesuunnan havaitsemisesta on se, että katsesuunnan perusteella on mahdollista päätellä, minne toisen huomio (tarkan näkemisen alue) on kohdistunut, minuun vai jonnekin muualle ympäristössä. Ihmiskasvot vetävät jo vastasyntyneen vauvan tarkkaavaisuuden puoleensa ja erityisesti silmät kiinnostavat. Vastasyntyneet katselevat kasvokuvia, joissa silmät ovat auki, pidempään kuin silmät kiinni olevien kuvia (16), ja he myös katsovat pidempään ja useammin kasvokuvia, joissa katse on suoraan eikä sivulle suuntautunut (17). Ensimmäisen elinvuotensa aikana lapsi oppii, että muiden katsesuunta sisältää tärkeää informaatiota, ja hän oppii käyttämään omaa katsettaan lähestyäkseen tai vetäytyäkseen toisesta ihmisestä. Tällä tapaa pikkulapsi oppii säätelemään sisäistä tilaansa ja tunteitaan. Katsekontaktin ottaminen on yhteydessä sosiaalisten taitojen tasoon. Vauvat, jotka välttelevät katsekontaktia kahden kuukauden iässä, tarvitsevat enemmän aikaa vuorovaikutuksen solmimiseen kahden vuoden iässä (18). Myös aikuisilla katsekontaktin määrän on havaittu olevan yhteydessä sosiaalisten taitojen tasoon: sosiaalisia taitoja mittaavissa testeissä korkeita pistemääriä saaneet koehenkilöt ottavat vuorovaikutustilanteessa enemmän katsekontaktia keskustelukumppaniinsa kuin matalia pistemääriä saaneet henkilöt (19). Tällaiset tulokset ovat yhteneväisiä myös kuvantamistutkimuksissa saatujen tulosten kanssa. Ylemmän temporaaliuurteen takimmaisen osan on useissa tutkimuksissa osoitettu osallistuvan keskeisellä tavalla katsesuunnan havaitsemiseen (20) (kuvio 1). Kiinnostavaa on, että tämän alueen sekä rakennetta (valkean aineen volyymi) että toimintaa (aktivaatio toiminnallisessa magneettikuvauksessa) kuvaavien arvojen on näytetty olevan positiivisessa yhteydessä so- 582

3 tieteessä Jaetun tarkkaavuuden viivästynyt kehitys Viivästyminen jaetun tarkkaavuuden kehityksessä voi ilmetä esimerkiksi siten, ettei autistinen lapsi suuntaa huomiotaan samaan kohteeseen aikuisen kanssa (29). Tämän vaikeuden on ajateltu aiheutuvan autististen lasten vaikeudesta seurata toisen henkilön katseen suuntaa. Tätä kykyä on perinteisesti tutkittu koeasetelmassa, jossa aikuinen istuu autistista lasta vasta päätä ja suuntaa kasvonsa sekä katseensa jommallekummalle sivulle, jonne hetken päästä ilmestyy liikkuva lelu. Koeasetelmassa havainnoidaan, seuraako autistinen lapsi aikuisen pään ja katseen suuntaa lelun tuloa ennakoivasti. Tutkimukset ovat osoittaneet, että autistiset lapset suuntautuvat toisen henkilön kasvojen ja katseen suunnan mukaisesti vasta, kun heidän kehitysikänsä on yli 4 vuotta. Tavanomaisesti kehittyvät lapset selviävät tällaisesta tehtävästä jo alle 1 vuoden iässä (29). Laboratoriokokeiden avulla on pyritty selvittämään, onko autistisilla lapsilla vaikeuksia tarkkaavuuden suuntaamiseen liittyvien perustoimintojen tasolla erityisesti silloin, kun suuntavihjeenä on toisen ihmisen sivuun käännetty katse (sosiaalinen tarkkaavuus). Toisen henkilön sivulle suunnatun katseen näkemisen on osoitettu saavan aikaan havaitsijassa refleksinkuvio 1. Kasvojen ja katseen havaitsemiseen osallistuvia aivoalueita (yksityiskohtaisempi esitys löytyy lähteistä 3 ja 18). Varhaisemmilla, okkipitaalisilla näköaivokuoren alueilla tapahtuneen tiedonkäsittelyn jälkeen kasvoja käsitellään erityisesti temporaalilohkojen alapinnalla sijaitsevalla FFA-alueella (fusiform face area, FFA). Tämän aivoalueen hermoverkot aktivoituvat voimakkaasti, jos näkökentässä on kasvot. Katsesuunnan käsittelyyn osallistuu useita erillään olevia aivoalueita ja -rakenteita. Aivokuoren alapuolisista rakenteista amygdalan (A) ja aivokuorella olevista alueista ylemmän temporaaliuurteen etu- ja takaosien (anterior/ posterior superior temporal sulcus, asts ja psts), parietaalilohkon yläosien (superior parietal lobule, SPL) ja frontaalisten silmäkenttien (frontal eye fields, FEF) aktiivisuuden on osoitettu riippuvan siitä, onko katse kohdistettu havaitsijaan (katsekontakti) vai onko katse suunnattu sivuun. Katsesuunnan analysointi tapahtuu aivoissa rinnakkain muun kasvoihin liittyvän informaation prosessoinnin kanssa. Tähän kasvojen ja katseen havaitsemiselle keskeisten alueiden muodostamaan järjestelmään kuuluvat myös etuotsalohkojen sisäpinnoilla olevat alueet (medial prefrontal cortex, MPFC; ei näy kuvassa), joiden tiedetään aktivoituvan tehtäessä arvioita toisen ihmisen mielentiloista. olla vaikeaa käyttää katsekontaktia ei-kielellisen vuorovaikutuksen tukena. Tutkimuksissa, joissa on tutkittu autististen lasten pikkusisaruksia, varhaisten katsekäyttäytymisen poikkeavuuksien on todettu ennustavan myöhempää autistista käyttäytymistä (24). Autistisilla henkilöillä on myös vaikeuksia tulkita silmien seudun perusteella toisen henkilön mielenliikkeitä, aikomuksia ja tunteita (25). Suora katse kasvoissa ei tue kasvojen henkilöllisyyden tai sukupuolen tunnistamista autistisilla henkilöillä siten kuin tavanomaisesti kehittyneillä henkilöillä (26). Lisäksi useissa aivojen toimintaa kuvantavissa tutkimuksissa on autistisilla henkilöillä todettu normaalista poikkeavaa aktivaatiota toisen henkilön suoraan tai sivulle käännettyyn katseeseen (27,28). Vastapainoksi on kuitenkin todettava, että jo pienilläkin autistisilla lapsilla on paljon perustietoa silmistä. He esimerkiksi tietävät, että silmät ovat näkemistä varten, ja he osaavat pyydettäessä kertoa, mihin toinen henkilö katsoo (29). 19 Cherulnik PD, Neely WT, Flanagan M, Zachau M. Social skill and visual interaction. J Soc Psychol 1978;104: Nummenmaa L, Calder AJ. Neural mechanisms of social attention. Trends Cogn Sci 2009;13: von dem Hagen E, Nummenmaa L, Yu R, Engell A, Ewbank M, Calder A. Autism spectrum traits in the typical population predict structure and function in the posterior superior temporal sulcus. Cereb Cortex 2011;21: Corkum V, Moore C. The origins of joint visual attention in infants. Dev Psychol 1998;34: Brook R, Meltzoff AN. Infant gaze following and pointing predict accelerated vocabulary growth through two years of age: a longitudinal, growth curve modeling study. J Child Lang 2008;35: Elsabbagh M, Mercure E, Hudry K ym. Infant neural sensitivity to dynamic eye gaze is associated with later emerging autism. Curr Biol 2012;22: siokommunikatiivisten taitojen kanssa (21). Katsekontaktin ottamisen ohella niin sanottu jaettu tarkkaavuus, tarkkaavuuden suuntaaminen samaan kohteeseen toisen ihmisen kanssa, on toinen keskeinen vauvaiässä kehittyvä toisen silmien ja katseen havaitsemiseen liittyvä taito (22). Jaetun tarkkaavuuden kehityksen on osoitettu olevan keskeistä myös kielen kehitykselle (23). Katsekäyttäytymisen poikkeavuudet autismissa Katsekontaktin poikkeavuudet ja viivästynyt kehitys jaetussa tarkkaavuudessa ovat usein varhaisimpia merkkejä siitä, että pienen lapsen kehityspoikkeavuuksien taustalla voi olla autismi. Autistinen pikkulapsi ei vaikeimmissa tapauksissa ota katsekontaktia toisen henkilön kanssa lainkaan, tai lievemmissä tapauksissa hänen voi 583

4 25 Baron-Cohen S, Campbell R, Karmiloff-Smith A, Grant J, Walker J. Are children with autism blind to the mentalistic significance of the eyes? Br J Dev Psychol 1995;13: Pellicano E, Macrae CN. Mutual eye gaze facilitates person categorization for typically developing children, but not for children with autism. Psychon Bull Rev 2009;16: Kylliäinen A, Braeutigam S, Hietanen JK, Swithenby SJ, Bailey AJ. Face- and gaze-sensitive neural responses in children with autism: A magnetoencephalographic study. Eur J Neurosci 2006;24: Pitskel NB, Bolling DZ, Hudac CM ym. Brain mechanisms for processing direct and averted gaze in individuals with autism. J Autism Dev Disord 2011;41: Nation K, Penny S. Sensitivity to eye gaze in autism: Is it normal? Is it automatic? Is it social? Dev Psychopathol 2008;20: Hietanen JK, Nummenmaa L, Nyman MJ, Parkkola R, Hämäläinen H. Automatic attention orienting by social and symbolic cues activates different neural networks: An fmri study. Neuroimage 2006;33: Kylliäinen A, Hietanen JK. Attention orienting by another s gaze direction in children with autism. J Child Psychol Psychiatry 2004;45: Senju A, Tojo Y, Dairoku H, Hasegawa T. Reflexive orienting in response to eye gaze and an arrow in children with and without autism. J Child Psychol Psychiatry 2004;45: Greene DJ, Colich N, Iacoboni M, Zaidel E, Bookheimer SY, Dapretto M. Atypical neural networks for social orienting in autism spectrum disorders. Neuroimage 2011;56; Hutt C, Ounsted C. The biological significance of gaze aversion with particular reference to the syndrome of infantile autism. Behav Sci 1966;11: Kylliäinen A, Hietanen JK. Skin conductance responses to another person s gaze in children with autism. J Autism Dev Disord 2006;36: Joseph RM, Ehrman K, Mcnally R, Keehn B. Affective response to eye contact and face recognition ability in children with ASD. J Int Neuropsychol Soc 2008;14: Kaartinen M, Puura K, Mäkelä T ym. Autonomic arousal to direct gaze correlates with social impairments among children with ASD. J Autism Dev Disord 2012; doi: / s Chawarska K, Volkmar F, Klin A. Limited attentional bias for faces in toddlers with autism spectrum disorders. Arch Gen Psychiatry 2010;67: Senju A, Hasegawa T. Direct gaze captures visuospatial attention. Vis Cogn 2005;12: Hietanen JK, Leppänen JM, Peltola MJ, Linna-aho K, Ruuhiala HJ. Seeing direct and averted gaze activates the approach-avoidance motivational brain systems. Neuropsychologia 2008;46: kuvio 2. Toisen henkilön katsesuunnan aikaansaama tarkkaavuuden refleksinomainen suuntautuminen (perustuu Kylliäinen & Hietanen, 2004 aineistoon) (28). Vasemmalla on kuvattu yksittäisen koekierroksen tapahtumat reaktioaikakokeessa. Kunkin kierroksen alussa kuvaruudun keskellä esitetään katseen kohdistuspiste. Sen jälkeen ruudulle ilmestyy kuva kasvoista, joka katsoo joko vasemmalle tai oikealle. Kahdensadan millisekunnin kuluttua ruudun vasempaan tai oikeaan laitaan ilmestyy reaktioärsyke (tähti). Koehenkilön tehtävänä on painaa reaktionappia mahdollisimman nopeasti reaktioärsykkeen nähtyään. Kokeen aikana katseen suunta ja reaktioärsykkeen sijainti vaihtelevat satunnaisesti suhteessa toisiinsa. Esimerkki on koekierroksesta, jossa katsesuunta on yhtäpitävä eli kongruentti sitä seuraavan reaktioärsykkeen sijainnin kanssa. Oikeanpuoleisessa kuvassa on esitetty reaktioaikojen keskiarvoja autistisilla ja tavanomaisesti kehittyneillä lapsilla. Molemmissa lapsiryhmissä reaktioajat ovat merkitsevästi lyhyempiä kongruenteilla kuin inkongruenteilla koekierroksilla. Reaktioajoissa ei ole tilastollisesti merkitsevää eroa lapsiryhmien kesken. omaisen tarkkaavuuden suuntautumisen samaan suuntaan. Kuvantamistutkimuksissa on lisäksi osoitettu, että katsesuunnan aikaansaama tarkkaavuuden suuntautuminen aktivoi eri hermoverkkoja kuin esimerkiksi nuolisymbolin aikaansaama suuntautuminen (30). Tällaisissa laboratoriokokeissa koehenkilöille esitetään ärsykkeitä tietokoneen kuvaruudulla (kuvio 2). Kokeet koostuvat yleensä sadoista koekierroksista. Yksittäisellä kierroksella kuvaruudun keskelle ilmestyy ensin katseen kohdistuspiste ja sen jälkeen kuva kasvoista, joka katsoo joko vasemmalle tai oikealle sivulle. Hyvin nopeasti (esimerkiksi 200 millisekuntia) kasvokuvan ilmestymisen jälkeen ruudun jompaankumpaan laitaan ilmestyy reaktioärsyke. Koehenkilön tehtävänä on painaa reaktionappia mahdollisimman nopeasti reaktioärsykkeen nähtyään. Reaktioajat sivulle ilmestyvään reaktioärsykkeeseen ovat niissä tilanteissa, joissa vihjekasvo on edellä katsonut reaktioärsykkeen puolelle, nopeampia kuin tilanteissa, joissa ennakoiva katse on vihjannut vastakkaiseen suuntaan. Tulos kertoo siitä, että katsevihje on suunnannut havaitsijan tarkkaavuuden erittäin nopeasti sivulle. Jos reaktioärsyke sattuu ilmestymään samalle puolelle jonne tarkkaavaisuus siirtyi, sen havaitseminen tehostuu ja reaktioaika lyhenee verrattuna päinvastaiseen tilanteeseen. Kouluikäisten, hyvätasoisten autististen lasten tutkimustulokset ovat osoittaneet, että tällainen toisen henkilön sivulle suuntautuneen katseen laukaisema refleksiivinen tarkkaavuuden siirtyminen toimii autistisilla lapsilla samalla tavoin kuin tavanomaisesti kehittyneilläkin (31,32). Vaikeudet oma-aloitteisessa toisen henkilön katsesuunnan seuraamisessa eivät siis näytä selittyvän sillä, että tarkkaavuuden suuntaamiseen liittyvät perusmekanismit eivät toimisi autistisilla lapsilla. Tosin tarkkaavuuden siirtyminen toisen henkilön katsesuunnan perusteella ei välttämättä vaadi ymmärrystä toisen henkilön sosiaalisesta viestistä. On mahdollista, että näissä tehtävissä suoriutuminen perustuu autistisesti 584

5 tieteessä 41 Kylliäinen A, Wallace S, Coutanche MN ym. (2012). Affectivemotivational brain responses to direct gaze in children with autism spectrum disorder. J Child Psychol Psychiatry 2012;53: Green J, Charman T, McConachie H ym. Parent-mediated communication-focused treatment in children with autism (PACT): a randomised controlled trial. Lancet 2010;375: Baird G, Charman T, Cox A ym. Screening and surveillance for autism and pervasive developmental disorders. Arch Dis Child 2001;84: Sidonnaisuudet Kirjoittajat ovat ilmoittaneet sidonnaisuutensa seuraavasti (ICMJE:n lomake): Ei sidonnaisuuksia. käyttäytyvillä henkilöillä vaihtoehtoisiin, eisosiaalisiin kognitiivisiin strategioihin ja hermostollisin mekanismeihin. Tätä oletusta tukevat tutkimustulokset, joissa suoraan ja sivulle käännetyn katseen esittäminen näyttää aktivoivan autististen lasten aivot eri tavalla kuin tavanomaisesti kehittyneiden: suoraan ja käännettyyn katseeseen mitatut, aivojen eri alueilla ja eri ajankohtina syntyvät aivo vastesarjat ovat erilaisia autismi- ja vertailuryhmän lapsilla (27,28). Aivan viimeaikaisissa tutkimuksissa on itse asiassa näytetty, että tarkkaavaisuuden suuntautumistehtävän aikana autististen lasten ja nuorten aivoissa eivät aktivoidu samat katsesuunnalle sensitiiviset hermostolliset mekanismit kuin vertailuryhmän lapsilla ja nuorilla (33). Katsekontaktin vaikeudet autismissa Mikä sitten selittää katsekontaktin vähäisyyttä autismissa? On pitkään esitetty, että autistiset henkilöt välttävät katsekontaktia, koska se saa aikaan heissä negatiivisen tunnereaktion (34). Tunnereaktioihin liittyy autonomisen hermoston kohonnut virittyneisyys. Tutkimuksissa on itse asiassa saatu kokeellista näyttöä sille, että suora katse herättää autonomisen hermoston korostuneen aktivoitumisen autistisesti käyttäytyvillä kouluikäisillä, hyvä tasoisilla lapsilla (35), ja tämän on osoitettu olevan käänteisessä yhteydessä heidän kykyynsä tunnistaa kasvojen henkilöllisyyttä (36). Suoran katseen virittämän autonomisen aktivoitumisen (suhteessa käännettyihin ja suljettuihin silmiin) on osoitettu olevan yhteydessä myös sosiaalisten taitojen ongelmiin autistisesti käyttäytyvillä hyvätasoisilla lapsilla (37). Tällaiset tulokset antavat tukea näkemyksille, että varhaiskehityksen aikainen negatiivinen tunnereagointi katsekontaktiin johtaa katsekontaktin välttämiseen ja sitä kautta edelleen laajaalaisiin sosiaalisen käyttäytymisen poikkeavuuksiin. On kuitenkin huomattava, että syyseuraussuhde voi olla päinvastainenkin: sosiaalisten taitojen heikkoudet voivat saada aikaan esimerkiksi ahdistuneisuutta sosiaalisissa tilanteissa ja tämä puolestaan johtaa negatiivisiin tunnereaktioihin ja kohonneeseen autonomiseen virittyneisyyteen katsekontaktin aikana. On myös esitetty, että autistinen lapsi ei sinänsä vältä katsekontaktia vaan että katsekontakti ei motivoi eikä palkitse autistisesti kehittyvää lasta samalla tapaa, kuin se palkitsee tyypillisesti kehittyvää lasta. Motivaation puutteen vuoksi autistisen lapsen huomio ei kiinnity katseeseen eikä ylipäätään kasvoihin (11). Tätä näkemystä tukevat tutkimustulokset, joiden mukaan kasvot eivät kiinnitä autististen pikkulasten tarkkaavuutta puoleensa yhtä pitkäksi aikaa kuin tavanomaisesti kehittyneiden tai kehitysviiveisten lasten (38). Lisäksi tavanomaisesti kehittyvien lasten on osoitettu huomaavan nopeammin suoraan kuin sivulle katsovat kasvot, kun taas autistisilla lapsilla tällaista eroa ei ole löydetty (39). Katsekontaktiin liittyvää motivaatiota on tutkittu myös mittaamalla aivojen etuosien aivosähkökäyrästä alfataajuisen (8 13 Hz) aktiviteetin epäsymmetriaa vasemman- ja oikeanpuoleisten frontaalialueiden välillä. Voimakkaampi vasemmanpuoleinen frontaaliaktiviteetti on liitetty lähestymismotivaatioon, kun taas voimakkaampi oikeanpuoleinen aktiviteetti on yhdistetty välttämismotivaatioon. Tyypillisesti kehittyneillä aikuisilla tehdyt kokeet ovat osoittaneet, että toisen ihmisen suoran katseen näkeminen (katsekontakti) saa aikaan havaitsijan aivoissa lähestymissuuntautuneisuuteen liittyvää frontaaliaktiviteettia (40). Hiljattain tavanomaisesti kehittyneillä lapsilla tehdyt kokeet ovat osoittaneet samanlaisia tuloksia, kun sen sijaan hyvätasoisilla autistisilla lapsilla ei havaittu lähestymissuuntautumiseen liittyvää frontaaliaktiviteettia toisen henkilön suoran katseen näkemisen yhteydessä (41) (kuvio 3). Tässä yhteydessä on syytä huomata, että toisen henkilön suora katse ei kuitenkaan herättänyt välttämissuuntautumiseen liittyvää aivoaktiviteettia autistisilla lapsilla. Nämä tutkimustulokset näyttävät siis viittaavan siihen, että autistiset lapset eivät niinkään vältä katsekontaktia, vaan että toisen henkilön kasvot ja erityisesti silmät eivät ole tunnepitoisesti motivoivia autistisille lapsille, mikä sitten puolestaan johtaa tyypillisesti runsaan silmiin katsomisen puuttumiseen. On mahdollista, että tämän taustalla on aivojen syvissä osissa sijaitsevien, sosiaalisen tarkkaavuuden suuntaamiseen osallistuvien hermostomekanismien (esim. amygdala) rakenteelliset tai toiminnalliset poikkeavuudet (13). Kuntoutuksen merkitys katsekäyttäytymisen kehittymisessä Toisen henkilön kasvojen ja silmien havainnoinnin merkitystä osana sosiaalista vuorovaikutusta 585

6 Autistiset henkilöt tunnistavat henkilöllisyyden kasvoista tavallista heikommin. kuvio 3. Katsekontaktin vaikutus affektiivis-motivationaalisiin reaktioihin (perustuu Kylliäinen ym aineistoon) (38). Autistisille ja vertailuryhmän tavanomaisesti kehittyneille lapsille esitettiin tietokoneen kuvaruudulla kasvokuvia, joissa silmät olivat auki tai kiinni. Samalla mitattiin aivojen etuosien aivosähkökäyrästä alfataajuisen (8 13 Hz) aktiviteetin epäsymmetriaa vasemman- (F3) ja oikeanpuoleisen (F4) frontaalikanavien välillä. Autonomisen hermoston toimintaa tutkittiin mittaamalla ihon sähkönjohtokyvyssä tapahtuvia muutoksia (GSR). Keskellä on esitetty EEG-asymmetriatulokset. Positiiviset arvot viittaavat suhteellisesti voimakkaampaan vasemmanpuoleiseen frontaaliaktiviteettiin, mikä on liitetty lähestymismotivaatioon. Tulokset osoittavat, että vertailuryhmässä suoran katseen näkeminen sai aikaan merkitsevästi voimakkaampaa lähestymismotivaatioon liittyvää aivoaktiviteettia suljettujen silmien näkemiseen verrattuna. Autististen lasten ryhmässä katseella ei ollut tilastollisesti merkitsevää vaikutusta EEG:n frontaaliasymmetriaan. GSR-mittausten tulokset (oikealla) osoittivat, että autististen lasten ryhmässä suora katse sai aikaan voimakkaamman autonomisen virittymisen kuin kasvot, jossa silmät ovat kiinni. Vertailuryhmässä suora katse ei korostanut virittymistä kasvoihin. EEG asymmetria (ln) μv 2 /Hz μmho English summary > in english Face, gaze and autism ja sen kehitystä on vaikea kiistää. Katsekäyttäytymisen vaikeuksilla on merkittävä rooli autismin sosiaalisen vuorovaikutuksen ongelmissa. Tuorein tutkimuskirjallisuus tukee ajatusta, että katsekontaktin vähäisyys on seurausta siitä, ettei lapsi ole varhaisvuosinaan ollut erityisen motivoitunut suuntautumaan toisten ihmisten kasvoihin ja silmiin. Autistisesti käyttäytyvän pikkulapsen oma-aloitteisen sosiaalisen motivaation herättäminen toisen henkilön kasvoja ja silmiä kohtaan on yksi tärkeimmistä tavoitteista autismin varhaiskuntoutuksessa. Silmien ja kasvojen havainnointiin houkuttelu mahdollisimman varhain saattaa osaltaan vähentää autististen lasten sosiaalisen vuorovaikutuksen vaikeuksia. Uusimmat kuntoutustutkimukset korostavatkin autististen lasten varhaiseen vuorovaikutukseen kannustamista ja erityisesti vanhemman ohjaamista vuorovaikutuskuntoutukseen (42). Näissä tutkimuksissa ei ole kuitenkaan saatu näyttöä siitä, että autistisen käyttäytymisen vaikeusaste merkitsevästi lievittyisi kuntoutuksen myötä, vaikka lapsen sosiaaliset aloitteet, vanhemman reagoinnit ja jaettu tarkkaavuus paranisivatkin (42). Katsekäyttäytymisen tukeminen on tärkeää jo ennen varsinaista autismidiagnoosia. Vanhempien ensimmäinen huoli autistisesta lapsesta ajoittuu yleensä siihen, kun lapsi on 1 1,5-vuotias. Autismi diagnosoidaan kuitenkin yleisimmin vasta, kun lapsi on 3 4-vuotias (43). Osalle autistisista lapsista on voinut tähän mennessä kuitenkin jo kehittyä tapa olla ottamatta katsekontaktia. Autistisen käyttäytymisen riskin tunnistaminen mahdollisimman varhain mahdollistaa varhaisen kasvoihin suuntautumisen ja katsekäyttäytymisen tukemisen. Vanhempia voidaan ohjata käyttämään katsettaan lapsensa vuorovaikutusaloitteiden kannustamiseen ja omien reaktioidensa tehostamiseen. Tämä ohjaus on kuitenkin nähtävä osana laajempaa vuorovaikutuskäyttäytymisen tukemista. n Kiitämme Suomen Akatemiaa työmme tukemisesta (projektit # ja #131786). 586

7 tieteessä english summary Anneli Kylliäinen Jari K. Hietanen Professor Human Information Processing Laboratory, School of Social Sciences and Humanities, University of Tampere Face, gaze and autism Autism is characterized by difficulties in interpreting socially relevant information from other people s faces. These difficulties may be due to abnormalities associated with perception of other individuals eyes. Unlike for typically developing children, for children with autism other people s eyes are not affectively motivating and, therefore, faces do not attract the attention of autistic children. This might contribute to the difficulties in joint attention, abnormal eye contact, and general inexperience in face perception, which are all characteristic for autistic behaviour. The early identification of autistic behaviour is a prerequisite for efficient early intervention, support of gaze behaviour and the development of face perception skills. 586a