8 min

Vill veta vad som händer i hjärnan när rörelser planeras

Erik Domellöf undersöker hur barn med autism planerar och kontrollerar sina rörelser. Han använder avancerad hjärnavbildning för att bland annat studera aktiveringsmönster som styr sambandet mellan synen och den motoriska kontrollen.

Erik Domellöf

Docent i psykologi

Wallenberg Academy Fellow, förlängningsanslag 2020

Lärosäte:
Umeå universitet

Forskningsområde:
Motorisk planeringsförmåga hos barn

Många av våra kroppsrörelser är resultatet av ett samspel mellan blicken och handen och en aktivering av en del av hjärnan som är särskilt inblandad när vi fattar beslut. Vi vet vad vi ska göra innan vi gör det.

Ny forskning visar att barn med autismspektrumtillstånd kan ha en nedsatt förmåga att planera sina rörelser. Psykologen Erik Domellöf tror att det kan förklara deras problem med motoriken. Det finns dock inga detaljerade studier av vad som händer i olika delar av hjärnan när vi planerar att genomföra en kroppsrörelse.

– En ökad kunskap om utvecklingen av barnets motorik är nödvändig för att kunna ställa diagnos och sätta in rätt behandling, säger Erik Domellöf.

Sämre planering hos barn med autism

Erik Domellöfs forskning om förmågan att förbereda och genomföra rörelser påbörjades efter utnämningen till Wallenberg Academy Fellow 2015. Projektet har förlängts med en ny period på ytterligare fem år.
Han började med att bygga upp en studio med speciella kameror för rörelseregistrering, där försökspersoner får arbeta med olika uppgifter vid ett bord.

I den första studien deltog enbart personer utan diagnos. En grupp med 6-åringar och en annan med 10-åringar. I en tredje grupp ingick bara vuxna.
Alla fick lösa samma uppgift. De skulle lyfta upp en pinne, rotera den i luften och sedan sätta ned på en angiven plats.
Resultatet visar skillnader i både planering och utförande.

– Särskilt yngre barn tog pinnen och transporterade till målet innan de funderade över vad de skulle göra sedan. Rörelsen var alltså inte så välplanerad. De vuxna utförde rörelsen lite långsammare men mer effektivt än barnen. De planerade hela rörelsen redan från början.

Barn i 6-årsåldern jämfördes med en grupp av lika gamla barn med autismspektrumtillstånd.

– Barn med autism roterade inte pinnen lika mycket under färd, vilket är ett tecken på sämre planering. De delade också upp rörelserna mycket tydligare.

Skillnaderna var också stora mellan olika försök för samma barn.

– Det verkar som om barn med autism inte kom ihåg vilka strategier som var framgångsrika.

Rörelser i flera led

Många av våra dagliga kroppsrörelser kan brytas ned i flera sekvenser. Vi fäster blicken på glaset innan vi griper det för att dricka och sedan ställer ned på bordet. Blicken fixerar målet innan rörelsen är påbörjad och stödjer både planering och kontroll.

– Blickens kontrollfunktion har en avgörande betydelse. Vår omgivning är dock ofta mycket komplex och full av information som utmanar det sensoriska systemet. Planeringen, timingen och precisionen i våra ögonrörelser är avgörande när vi skannar omgivningen för att bestämma var vi ska fästa blicken.

Förmågan att följa ett föremål med blicken kan vara påverkad hos barn med autismspektrumtillstånd.

– När barn med autism har svårare att knyta skor och knäppa knappar kanske det inte beror på mekaniska svårigheter utan problem med planeringen.

Erik Domellöf vill även undersöka om hjärnans spegelneuronsystem aktiveras annorlunda hos barn med autism. Spegelneuroner är nervceller som avger impulser både när vi utför en handling och när vi ser någon annan göra samma sak.

– Om barn med autism har ett nedsatt spegelneuronsystem kan det förklara deras problem att förstå andras handlingar, vilket påverkar den sociala kommunikationen.

Tekniska problem

Projektet drabbades inledningsvis av omfattande krångel med tekniken.

– Den första utrustningen som vi köpte lyckades inte synkronisera registreringen av ögonrörelser med mätningen av rörelser med handen. Nu har vi byggt upp ett samarbete med ett svenskt företag, som har löst alla tekniska problem. Som tur var kunde vi använda data från handrörelserna men inte från ögonrörelserna.

”Jag är oerhört glad och hedrad över utnämningen som ger mig en möjlighet att fortsätta undersöka förmågan att förutse vad som kommer att hända härnäst hos barn och unga med autism jämfört med andra barn och ungdomar.”

Studien försenades också av att undersökningar fick ställas in under vissa perioder av coronapandemin.

– Det är så ibland i forskningsprojekt. Man stöter på patrull men får inte ge upp utan försöka lösa det på bästa sätt. Det tar tid att bygga upp ett labb.

Den mest nyskapande delen av de nya undersökningarna genomförs med hjälp av funktionell hjärnavbildningsteknik, fMRI. Det är en icke-invasiv metod för att mäta hjärnaktiviteten hos en person som exempelvis funderar över lösningen på ett problem. Utrustningen kan liknas vid en stor magnetkamera som deltagaren ligger i.
Erik Domellöf beskriver det som ett högriskprojekt att studera motoriken i en fMRI-skanner, där utrymmet är begränsat och rörelser kan påverka bildkvaliteten. Försökspersonerna får därför utföra ”miniatyrrörelser”.

– Nu kommer vi för första gången att kunna se vad som händer i hjärnan hos barn när de utför en planeringskrävande rörelse. Vi är också intresserade av skillnader i aktiviteten i olika delar av hjärnan när barnen får titta på någon annan som gör samma rörelse.

Det finns även planer på att undersöka ögonrörelser när försökspersonen utför en uppgift liknande dataspel på en skärm i kameran.

– Studier som dokumenterar sambandet mellan kroppsrörelser och samtidig hjärnavbildning är mycket ovanliga. Våra resultat kommer att tillföra ny kunskap till forskningsfältet.

Text Carin Mannberg-Zackari
Bild Mattias Pettersson