מחקר חדש שהובל ע"י עודד ורטהימר בהנחייתו של ד"ר יובל הרט, מציג מודל חישובי חדשני שמסביר הבדלים מוחיים והתנהגותיים שנמצאו באנשים עם אוטיזם (ASD).
ניסויי עבר רבים מתארים מספר רב של הבדלים ייחודיים בפעילות מוחית והתנהגות בין אנשים המאובחנים עם אוטיזם (ASD) ונוירוטיפיקלים, אך המנגנונים החישוביים שמניעים את ההבדלים הללו נותרו מורכבים ורב-מימדיים.
המודל המוצע מתמקד בעיקרון חישובי פשוט של "טווח דינמי" בתגובה של אוכלוסיות נוירונים – שבעיקרו מתאר עד כמה תגובתם של הנוירונים לגירויים היא הדרגתית או חדה, כאשר טווח דינמי מוגבר (תגובה הדרגתית) מוביל לקידוד מדויק יותר של פרטים אך במחיר של הסתגלות איטית יותר לשינויים. לטענת החוקרים, הבדלים משמעותיים הן בפעילות המוחית והן בהתנהגות של אנשים עם ASD מוסברים ע"י תגובה נוירונלית הדרגתית יותר – כלומר, טווח דינמי מוגבר.
החוקרים מצאו שטווח דינמי מוגבר, המעיד על תגובה הדרגתית יותר לשינויים בקלט, מסביר הבדלים רבים בפעילות מוחית ובהתנהגות שנמצאו בין אנשים המאובחנים עם אוטיזם ונוירוטיפיקלים במטלות מגוונות. התגובה המתונה "מטה את המאזניים" לכיוון קידוד מדוייק של פרטים, על חשבון התאמה איטית יותר לסביבה. מנגד, טווח דינמי צר מאפשר תגובה מהירה, מבוססת סף, המאפשרת הסתגלות מהירה לשינויים - אך על חשבון יכולות הבחנה דקות.
החוקרים הדגימו את תקפות המודל שלהם באמצעות שורת סימולציות ומשימות התנהגותיות מגוונות, בהן משימת סנכרון של הקשה עם האצבע למטרונום, משימת שחזור זוויות ותפיסת תנועה גלובלית, בין השאר.
בכל המקרים, תגובה נוירונלית הדרגתית יותר (טווח דינמי רחב) נמצאה בקרב משתתפים עם ASD.
הסיבה האפשרית להתרחבות הטווח הדינמי נעוצה בשונות בין-תאית – כלומר, הבדלים בין נוירונים ב"נקודת חצי-התגובה" שלהם (הנקודה שבה תגובת הנוירון מגיעה למחצית מהעוצמה המקסימלית).
בנוסף, החוקרים מציעים שהמודל עשוי להסביר גם את הסתירות הרבות המאפיינות את ספרות המחקר על ASD.
ייתכן שהבדלים בטווח הדינמי בין משתתפים עם ASD תורמים לממצאים לא עקביים, מה שמחדד את הצורך במדגמים גדולים ומגוונים יותר.
לסיכום, המחקר מציע עדשה חדשה להבנת ASD – לא כפגם, אלא כווריאציה חישובית לגיטימית עם יתרונות וחסרונות.
השקלול החישובי במרכז המודל פותח כיוונים חדשים למחקר עתידי, כולל בחינת ההתפתחות של טווח דינמי בשלבי חיים שונים או בעזרת מודלים בבעלי חיים.
למאמר המלא לחצו כאן