运动障碍与自闭症:运动问题会引发社交问题吗?

与肢体笨拙作斗争的孩子可能会错过学习互动的重要机会

对于 6 岁的梅西来说,学校的午餐时间与其说是从阅读和数学中解脱出来,不如说是一个充满挫败感的小时。

以下是梅西的母亲维多利亚对梅西典型午休的描述:在旧金山北部一小时车程的特殊教育教室里,梅西的同学们围坐在一张大方桌旁,喋喋不休地聊天,互相抢食物。与此同时,梅西被隔离在角落里的一张小白桌旁,面对着书架。她用右手手掌抓住勺子的把手,笨拙地舀起米饭,洒在了腿上。她想和同龄人一起坐在大桌旁,但她和一位助手坐在一起,远离其他孩子,以尽量减少她吃饭时的干扰。(维多利亚要求我们只使用她和梅西的名字,以保护她们的隐私。)


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午饭后,孩子们涌到操场上。戴着头盔的梅西拖在后面,牵着她助手的手。她可以走路,但她经常在不平的路面上绊倒和摔倒。她往往会误判高度,有一次在攀爬操场设备时拉伤了肌肉。在她 3 岁时,她绊倒并头朝下摔出沙箱,擦伤了脸,磕掉了一颗牙齿,并使另一颗牙齿脱位。

梅西在家中走动几乎没有困难,因为家里楼梯很少,而且她母亲从不改变房间的布局。维多利亚最担心的是梅西的运动问题会干扰她的社交生活。

梅西天生具有社交性:她喜欢与成年人互动,但当他们不理解她时,她有时会感到沮丧。与同龄人相处就更困难了。去年一个下午,梅西看着她的哥哥和表兄弟姐妹在房子前面骑自行车。当她的哥哥休息并把自行车侧放在地上时,梅西蹒跚地走过去,试图爬上去。“但根本不可能,”维多利亚回忆说。“她摇摇晃晃的,我怕她会摔下来伤到自己。”维多利亚温柔地把女儿从自行车旁拉开。眼泪开始从梅西的脸上流下来,她喊着:“我要自行车!”

梅西的运动问题可能会伴随她一生。这些问题是她病情的一个特征:她在 15 号染色体上多了一个小段 DNA 副本,这会导致一种称为 dup15q 综合征的疾病。像大多数患有这种综合征的儿童一样,梅西也患有自闭症。

大约 80% 的自闭症患者 存在某种运动问题,从笨拙或机械式的走路方式,到像梅西那样更严重的困难。“对于自闭症儿童来说,在运动控制方面存在明显的障碍是非常非常普遍的,”马里兰州巴尔的摩市肯尼迪克里格研究所神经发育与影像研究中心主任 斯图尔特·莫斯托夫斯基 说。

运动影像:研究员安娜·墨菲在她神经正常的儿子利亚姆身上贴上反光标记,以记录他的步态。视频由马修·霍珀拍摄

尽管运动问题很普遍,但它们不被认为是自闭症的核心特征——也就是说,它们不是自闭症诊断的必要条件。而且,与社交困难和定义这种疾病的 重复行为 相比,它们的研究不足。“多年来,它一直被忽视为自闭症儿童所经历的挑战,”澳大利亚墨尔本迪肯大学迪肯儿童研究中心主任 妮可·莱因哈特 说。

包括莱因哈特和莫斯托夫斯基在内的一些科学家正在精确测量像梅西这样的儿童的运动,以寻找可能导致运动困难的大脑特征。由于运动问题通常在婴儿期出现,远早于自闭症的其他特征,因此一些研究人员正在追求一个具有启发性的想法:运动问题可能是自闭症患者社交困难的根源之一。

理论是这样的:有环境探索障碍的儿童会错过社交互动的机会,从而难以学习沟通和社交技能。在童年后期,他们的笨拙会阻止他们参加集体活动,从而加剧他们的社交问题。这是一个有争议的观点,但如果属实,这意味着教自闭症患者如何更流畅地运动的疗法也可能帮助他们与他人互动。

行动者和影响者

1943 年,利奥·坎纳 记录了 最早被诊断患有自闭症的 11 名儿童的病史。一些父母告诉他,他们的孩子学走路很晚。而且,当父母伸手抱起他们的孩子时,孩子们不会像典型的婴儿在被抱起时那样抬起胳膊或收起腿。一年后,奥地利儿科医生汉斯·阿斯伯格也描述了四名患有自闭症的男孩的奇怪手势和姿势。根据他书面记录的英文翻译,他描述其中一个男孩弗里茨“无法掌握自己的身体”并且“字迹潦草”。关于另一个男孩,阿斯伯格写道:“他不可能接住球,无论你怎么容易地扔给他。”

在随后的几十年里,科学家们专注于自闭症的其他更一致和令人不安的特征,例如社交问题和沟通困难。但在 20 世纪 80 年代,运动技能的标准化测试开始证实这些最初的观察结果。

运动问题因人而异,但大多数自闭症患者在协调运动方面存在一些困难——例如在伸手拿物体时转头——以及平衡方面的问题。也许因此,他们在许多日常任务中也遇到困难,从精细运动任务(如扣衬衫纽扣)到粗大运动技能(如跑步、跳跃或接球)。

迄今为止可用的研究表明,这些困难 在生命早期就开始。家庭录像分析显示,后来被诊断患有自闭症的儿童在婴儿时期往往难以 翻身和坐起来,并且 学习爬行较晚。他们的动作也常常是不对称的:在行走或爬行时,身体一侧的肢体 不会镜像 另一侧的肢体。父母们也呼应了这些观察结果:他们告诉医生,他们的孩子在学习走路方面落后于同龄人,或者在学习复杂的、协调的动作(如踩三轮车)方面有困难。“如果你问任何自闭症儿童的父母,你会得到几乎一致的认同,认为这是一个问题,”莫斯托夫斯基说。

当梅西直到 2 岁才学会走路时,维多利亚就知道有些不对劲。即使在梅西开始走路后,她仍然站不稳。“她看起来像个醉醺醺的水手,”维多利亚说。

目前尚不清楚为什么自闭症儿童会出现这些问题,但新兴研究开始提供一些线索。一项针对 2,400 多名自闭症儿童的未发表研究表明,与其他谱系中的儿童相比,那些携带与自闭症密切相关的某些罕见突变的儿童 更有可能出现运动问题。这表明,自闭症患者的某些运动问题具有遗传基础。

其他研究人员正在使用计算方法来揭示在某些任务中身体的哪些部位没有正常移动。当自闭症患者执行任务时,他们会表现出特有的困难,这表明受影响的大脑区域或回路——研究人员可以利用这些信息来准确识别哪里出了问题。

忙碌的身体

在墨尔本一个黑暗的小实验室里,在一个十二月的早晨,莱因哈特看着一个名叫凯瑟琳的女孩(当时 12 岁)走过棕色地垫的整个长度,地垫对角线横跨房间。

地垫中的压力传感器检测到女孩的脚步。电线将地垫连接到角落里的电脑,电脑实时收集数据,并计算出凯瑟琳的步行速度、步幅长度以及双脚之间的距离。莱因哈特使用自动化系统将自闭症儿童的步态与同龄人的步态进行比较。(凯瑟琳是莱因哈特的女儿,没有自闭症;莱因哈特征用了她来演示这项技术。)

凯瑟琳的步幅长度和宽度高度一致。相比之下,莱因哈特说,自闭症儿童往往站姿宽阔,并且他们的步幅长度和宽度因步而异。这些模式可能解释了为什么一些自闭症患者似乎有不寻常的走路风格——即使很难准确指出他们的动作有何奇怪之处。

莱因哈特的同事 詹妮弗·麦金利 引导凯瑟琳完成一系列越来越具挑战性的任务。女孩沿着地垫上的一条狭窄的黑线平稳地行走,仿佛在走钢丝,每一步都将抬起的脚的脚后跟直接放在已着地的脚的前面。自闭症儿童可能会从线上绊倒,或者沿着线走,但没有按照指示将脚后跟对脚尖地排列——这是小脑出现问题的典型迹象,小脑是协调运动的大脑区域

然后,凯瑟琳被要求在尽可能快地行走的同时,说出宠物类型或家中常见的家具物品。这项测试揭示了多任务处理是否会导致困难出现。“当你在操场上看时,你通常不会看到孩子们缓慢而安静地独自走着,”麦金利说。“因此,我们需要看看当他们也在做其他事情时,他们是如何应对的。”在这项任务中,凯瑟琳比没有被要求回答问题时走得稍慢一些。自闭症患者走得更慢,或者比平时更摇晃,这表明注意力问题也可能是他们运动挑战的一个因素。

为了更全面地了解步态,莱因哈特的团队使用位于附近的 金斯顿中心 诊所的 3-D 跟踪系统来测量肢体和躯干的运动。研究员 安娜·墨菲 用她 7 岁的儿子利亚姆(他没有自闭症)演示了它的工作原理。“妈妈要把我变成骷髅了,”利亚姆说,这时他的母亲脱下他的衬衫,并将小的反光标记贴在他的裸露的肩膀、肘部、胸部和背部,以及他的臀部、大腿、膝盖、小腿和脚踝上。墨菲将一个带有四个额外传感器的弹性头带滑到他的额头上,并在他的每个手腕上放置一个带有两个传感器的较小腕带。

当利亚姆沿着固定在地板上的黑色塑料条行走时,连接到房间后方附近一台电脑的一系列八个红外摄像机跟踪标记的运动。利亚姆的身体在电脑屏幕上显示为一个霓虹绿色的骷髅在昂首阔步。该系统测量躯干的角度和骨盆的角度等参数,以及他上半身的整体运动程度。墨菲未发表的数据表明,自闭症患者的上半身在行走时往往会向前倾,并且他们的步态比同龄人更有弹性。这些发现与二维脚步分析的结果一致。“如果你的躯干运动更多,你往往在底部更不稳定,所以你会通过加宽步幅来弥补这一点,”墨菲说。

通过这些类型的研究,莱因哈特和她的同事们最终希望能够识别出将自闭症与其他疾病区分开来的运动模式。该团队正在招募年仅 2 岁的自闭症儿童,以查看相同的步态改变模式是否会在患有这种疾病的幼儿身上出现。

加州大学洛杉矶分校精神病学和神经病学副教授 沙法利·杰斯特 说:“这个团队所做的工作非常了不起。”“我们许多人都看到自闭症儿童有运动障碍,但这仍然是一种临床观察;他们正在将这种临床观察转化为可测量和可量化的东西。”

步行通过:墨菲的研究区分了自闭症儿童和对照组的步行风格。视频由安娜·墨菲提供。

向前迈进

婴儿通常主要通过先移动身体来学习说话——或者一种主要的理论是这样认为的。当婴儿向父母伸出手或给他们拿玩具时,父母可能会口头回应,这有助于婴儿学习交流。特拉华大学纽瓦克分校物理治疗副教授 安贾纳·巴特 说,探索较少的婴儿“没有以同样的方式体验词语”。

在患有自闭症的婴儿中,运动问题在早期就变得明显——远早于社交和沟通困难,后者通常在孩子满一周岁后才会被注意到。这些观察结果来自对所谓的“婴儿兄弟姐妹”的研究,他们是自闭症儿童的弟弟妹妹,患这种疾病的风险 增加。早在 3 到 6 个月大时,后来被诊断患有自闭症的婴儿就表现出 翻身和抬头延迟。他们也不像典型的婴儿那样经常伸手去拿周围的东西,并且难以 抓握和摆弄玩具

肯尼迪克里格研究所自闭症及相关障碍中心主任 丽贝卡·兰达 说,即使孩子们最终可能会获得这些能力,“婴儿有这些姿势控制和抓握方面的挑战,这并非无关紧要”,她领导了一些研究。学习站立和行走的延迟或中断限制了孩子探索周围环境和与他人互动的能力。“这些看似微不足道的小事会随着时间的推移而累积起来,并使孩子面临其他延迟的风险,例如语言或社交互动方面的延迟,”兰达说。

一些研究发现,婴儿期有运动迟缓的婴儿兄弟姐妹在 学习说话和理解词语方面有困难。运动困难的严重程度也预示了他们 社交问题的程度。巴特和其他人说,婴儿期的运动问题对沟通和社交发展有连锁反应。

但并非所有人都同意这一假设。莫斯托夫斯基认为,运动问题可能先于社交问题发展,但这并不意味着它们是因果关系:“我不认为这种论点经得起推敲。”在他看来,运动问题只是看起来先于社交困难出现,因为运动技能比社交技能发展得更早。“运动发展在生命的第一年更为突出,”他说。在那个早期阶段,“你可能检测不到社交沟通发展方面的迹象,因为在那个时候没有什么可以检测的。”

相反,莫斯托夫斯基说,运动和社交缺陷都是更深层问题的表现:某些大脑区域之间的 连接错误。中断的连接使自闭症患者难以在计划运动时 整合视觉信息。能够做到这一点是社交互动的关键——例如,对另一个人的言语或行为做出适当的手势和面部表情。

为了支持这一观点,他的团队在 2009 年报告说,当自闭症儿童学习控制机械臂时,他们 主要依赖本体感觉——即从自身肌肉中收集的感觉——而不是像通常发育的儿童那样依赖视觉信息。儿童对视觉信息的依赖越少,他们在社交技能方面的问题就越严重。他还于 2015 年报告说,自闭症儿童 接球 比注意力缺陷多动障碍儿童更困难。“这是一项有弹丸朝你飞来的任务,你必须根据视觉输入快速调整你的动作,”他说。

莫斯托夫斯基还拥有来自影像学研究的数据来支持他的理论:视觉和运动大脑区域之间同步性最强的典型儿童往往具有最佳的模仿技能。这些区域在自闭症儿童中经常 不同步;而那些最不同步的人具有 最严重的自闭症特征

户外活动日

即使像莫斯托夫斯基这样通常不相信运动问题会扰乱社交技能的研究人员也表示,改善运动技能的治疗方法 可能有助于患有这种疾病的人在社交方面有所帮助。几项小型研究 暗示,基于运动的疗法 可以提高社交技能、沟通能力、注意力和行为能力。

自闭症儿童的父母正在转向承诺教授身体技能的项目。例如,俄勒冈州立大学科瓦利斯分校助理教授 梅根·麦克唐纳 说,一个教自闭症儿童如何骑自行车的暑期项目在几天之内就报满了。“这清楚地向我们表明了对这类机会的需求,”她说。

其他研究人员也启动了类似的项目。莫斯托夫斯基的团队正在开发一款视频游戏,通过模仿化身来帮助自闭症儿童学习跳舞,目标是加强他们大脑视觉和运动区域之间的联系。莫斯托夫斯基预测,这款游戏将提高运动能力和社交技能。他正在扫描自闭症儿童玩视频游戏前后的脑部,以评估结果。

一些项目更公开地结合了身体和社会训练。沙法利·杰斯特的 ACEing Autism 项目于 2008 年启动,该项目教授基本的网球技能。教练教自闭症儿童社交暗示,包括如何跟随和解读伙伴的动作以预测他的下一步动作。杰斯特正在启动一项初步研究,计划纳入至少 20 名自闭症儿童,该研究将使用标准化测试和其他定量测量方法来评估该项目是否能改善儿童的运动技能、眼神交流和其他行为。

沿着类似的思路,莱因哈特和她的同事与澳大利亚澳式足球联盟合作创建了 AllPlay,这是一个教患有自闭症或其他发育障碍的儿童进行这项运动的项目。教练会修改活动和训练:例如,教练可能会将孩子的位置移近球门线,或者使用更轻的足球。该项目自然地将体育教育与社交训练结合起来,因为父母和孩子有机会结识新朋友,在小组中玩耍,学习应对人群,并为与他人的身体接触做好准备。莱因哈特的团队计划测量自闭症儿童在项目前后行走的模式和社交技能。

维多利亚非常想为梅西报名参加这样的活动,但她的女儿太小了。“她 6 岁,但她只有 3 岁的心智,”维多利亚说。三年前,梅西参加了一个针对幼儿的周日学校项目,在那里她可以与情感或智力年龄相仿的孩子互动。但教堂认为梅西太大了,不能和比她小几岁的孩子一起玩。“其他父母担心她会摔倒并伤到他们或什么的,”维多利亚说。

目前,她和她的丈夫正在尽最大努力靠自己。他们正在考虑购买一辆自适应自行车,这是一种不需要平衡的三轮车。它可以保证梅西的安全——并且仍然让她可以和其他孩子一起玩。

这个故事最初发表于 Spectrum

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