新模型可以解释自闭症谱系障碍的神经和行为差异

　　

来自耶路撒冷希伯来大学心理学系和Edmond and Lily Safra脑科学中心（ELSC）的研究人员Yuval Hart博士和Oded Wertheimer博士开发了一种新的计算模型来解释自闭症谱系障碍的神经和行为差异。该模型为自闭症谱系障碍患者大脑中的信息处理提供了新的见解，为未来的研究和理解开辟了新的途径。

众所周知，与神经正常个体相比，自闭症谱系障碍具有独特的神经和行为特征，但其潜在的计算机制仍然是复杂和多方面的。Hart和Wertheimer博士提出的模型围绕着神经元种群的“动态范围”概念。动态范围是指神经元引起可识别反应的信号范围。简单地说，它反映了神经元对刺激的反应是渐进的还是急剧的——更渐进的反应需要更大的动态范围。耶路撒冷希伯来大学Yuval Hart博士说：“我们的模型表明，自闭症谱系障碍不是‘机器中坏掉的齿轮’，而是在准确推理和快速适应之间的计算权衡线上的一系列点。这种计算权衡被证明是解释自闭症中许多神经和行为特征的一个富有成效的框架。”

研究人员发现，动态范围的增加，表明神经元群对输入变化的逐渐反应，解释了被诊断为ASD的个体在不同任务中的神经和行为变化。这种渐进的反应使得对细节的编码更加准确，但也有代价：对变化的适应速度变慢。相比之下，较窄的动态范围允许快速的、基于阈值的反应，促进快速适应，但可能以精细辨别为代价。

研究人员通过各种模拟和行为任务测试了他们的模型，包括手指敲击同步，方向复制和全局运动一致性，研究人员证明，增加的动态范围可能是某些自闭症谱系障碍相关行为的基础。这种反应的差异可能源于单个神经元激活方式的差异。例如，单个神经元的半激活点（神经元的反应是其最大值的一半）的变异性增加，可能导致群体水平上更大的动态范围，从而影响大脑如何处理和解释感觉输入。

Oded Wertheimer解释说：“我们展示了单个神经元半激活点的异质性如何导致更缓慢的群体反应，从而导致动态范围的增加。鉴于大量文献将自闭症谱系障碍映射到与神经元受体相关的基因突变，所提出的生物学机制是高度相关的——这些神经元特征的许多异质性来源可以导致动态范围的增加。这个模型为理解自闭症谱系障碍提供了一个新的视角，它将神经元水平的生物学机制与计算原理联系起来。”

Hart博士和Wertheimer博士的发现也让我们深入了解了为什么自闭症谱系障碍的研究经常得出相互矛盾的结果。自闭症谱系障碍人群动态范围的差异可能导致研究结果的差异，强调需要更大的参与者群体来确保可靠的结果。

他们的模型与将自闭症谱系障碍与非典型感觉处理联系起来的现有理论一致，支持与更广泛的生物和遗传因素的联系。与自闭症谱系障碍相关的特定基因突变，例如影响突触调节的基因突变，可能有助于增加动态范围。这些生物因素可能会导致更多变的神经元反应，产生细微的类似于自闭症谱系障碍个体的编码。

通过探索这种计算权衡，本研究不仅为自闭症谱系障碍提供了一个新的视角，而且为未来的研究方向提出了建议。研究人员提出，在不同的发育阶段或通过动物模型检查这一动态范围，可以进一步阐明它对自闭症谱系障碍相关行为的影响。