儿童自闭症患者特定脑区局部功能连接降低与异常表现相关

【字体: 时间:2025年03月08日 来源:Brain Imaging and Behavior 2.4

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  为探究自闭症谱系障碍(ASD)儿童局部功能连接差异,研究人员开展相关研究,发现特定脑区局部功能连接降低与症状相关,为 ASD 病理机制提供新视角。

  # 探秘自闭症儿童大脑:功能连接与行为表现的奇妙关联
在我们生活的世界里,有这样一群特殊的孩子,他们如同来自遥远星球的 “星星的孩子”,沉浸在自己的小天地中,这就是患有自闭症谱系障碍(Autism Spectrum Disorder,ASD)的儿童。ASD 是一种终身性的神经发育障碍,主要表现为言语和沟通障碍、兴趣狭窄以及重复刻板行为。据美国疾病控制与预防中心(CDC)的自闭症和发育障碍监测(ADDM)网络数据显示,大约每 36 名儿童中就有 1 名被诊断为 ASD,这个数字让人们越发关注自闭症群体。
目前,ASD 的临床诊断主要依赖于专业人员对症状的主观评估,这种方式不仅耗时,而且对于早期检测来说并不理想。想象一下,如果有一种更客观、更准确的方法能早早发现自闭症的迹象,那对这些孩子和家庭来说将是多么大的帮助。于是,研究人员把目光投向了影像学检查。功能磁共振成像(Functional Magnetic Resonance Imaging,fMRI)技术作为一种非侵入性、定量且客观的诊断方法,在检测各种脑部疾病方面展现出巨大潜力,它能帮助区分正常和病理状态下的脑功能。而静息态功能磁共振成像(Resting-State fMRI,rs-fMRI)更是其中的重要分支,它在受试者不进行任何特定任务时评估大脑活动,此时大脑大部分能量用于自发活动,会引起局部脑区血流和氧含量变化,通过测量血氧水平依赖(Blood Oxygenation Level-Dependent,BOLD)信号的自发波动,能深入了解神经活动的区域变化。区域同质性(Regional Homogeneity,ReHo)则是 rs-fMRI 中常用的数据处理方法,用于量化给定体素与其相邻体素时间序列的相似性。

为了进一步探索 ASD 的神经机制,中日友好医院的研究人员开展了一项极具意义的研究,相关成果发表在《Brain Imaging and Behavior》上。

在这项研究中,研究人员使用了多种关键技术方法。首先是招募研究对象,从医院相关科室选取了 3 - 7 岁的儿童,其中 ASD 组儿童通过儿科医生使用自闭症行为检查表(Autism Behavior Checklist,ABC)筛查,并由儿科专家依据《精神疾病诊断与统计手册》第 5 版(DSM - 5)确诊;正常发育(Typically Developed,TD)组儿童从儿科门诊预防性保健中招募,经过 ABC 评估和相应的发育评估。接着,使用 3.0T MRI 扫描仪对所有参与者进行 3D T1 加权成像和 rs-fMRI 序列扫描,为了保证检查顺利进行,对于无法配合的儿童给予口服水合氯醛。之后,利用特定软件对收集到的图像数据进行一系列复杂的处理,包括去除前 10 个时间点、校正头部运动、图像配准、归一化、滤波、回归干扰信号等。最后,运用多种统计分析方法,如 Shapiro - Wilk 检验、Levene 检验、t 检验、Pearson 或 Spearman 相关分析等,来探究不同脑区 ReHo 值与行为评估分数、发育商之间的关系。

研究结果十分丰富:

  • 参与者特征:30 名 ASD 儿童和 25 名 TD 儿童参与研究,最终 26 名 ASD 儿童和 20 名 TD 儿童的数据纳入分析。两组在性别、年龄以及头部运动方面无显著差异,但在 ABC 总分和各亚量表得分、Gesell 发育诊断量表(Gesell Development Diagnosis Scale,GDDS)各领域发育商(Development Quotient,DQ)等方面存在显著差异15
  • 不同区域 ReHo 值比较:与 TD 儿童相比,ASD 儿童在右侧枕叶舌回、左侧中央后回和左侧楔前叶的 ReHo 值显著降低,不过在亚组分析中,未发现男性和女性参与者之间 ReHo 值存在显著差异2
  • ABC 分数与 ReHo 的相关性分析:在 ASD 组内,ABC 总分与左侧中央后回和左侧楔前叶的 ReHo 值呈负相关。进一步分析发现,左侧中央后回的 ReHo 值与感觉、身体和物体使用方面的 ABC 分数负相关;左侧楔前叶的 ReHo 值与社交和自助技能方面的 ABC 分数负相关34
  • 发育指标与 ReHo 的相关性分析:在 ASD 组内,GDDS 的平均 DQ 与右侧枕叶舌回的 ReHo 值呈正相关;右侧枕叶舌回的 ReHo 值与适应行为的 DQ 正相关;左侧中央后回的 ReHo 值与精细运动技能的 DQ 正相关67

研究结论和讨论部分意义重大。研究表明,ASD 儿童在特定脑区存在局部功能连接降低的情况,这与他们的自闭症症状和发育表现密切相关。右侧枕叶舌回参与视觉处理、情景记忆巩固等功能,其局部功能连接降低可能反映了 ASD 儿童在视觉信息处理方面的障碍,并且与他们的适应行为和整体发育商相关。左侧中央后回是初级躯体感觉皮层的一部分,参与躯体感觉和镜像神经元系统功能,其 ReHo 值异常与感觉处理、身体和物体使用以及精细运动技能相关,暗示该区域异常可能增加 ASD 儿童感觉处理缺陷的风险。左侧楔前叶参与高级认知过程,其 ReHo 值降低及与社交和自助技能的负相关,提示该区域的异常功能可能是 ASD 的核心神经机制之一。

然而,这项研究也存在一些局限性。它是一项横断面研究,难以确定发育变化;TD 组的 DQ/IQ 相对较高,可能影响研究结果;ASD 的异质性和多样的临床表现需要进一步研究;此外,研究未发现 “社交脑” 区域的异常,可能与儿童早期这些区域发育不成熟有关。尽管如此,该研究为 ASD 的病理生理机制提供了新的见解,有助于推动未来对 ASD 的早期诊断和干预研究,为 “星星的孩子” 点亮更多希望之光。

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