白质微观结构与自闭症儿童静息态 α 活动差异的关联：一项纵向多模态成像研究

为探究自闭症谱系障碍（ASD）与典型发育（TD）儿童静息态峰值 α 频率（PAF）差异机制，研究发现相关差异及白质与 PAF 关联，支持 PAF 作为 ASD 脑标记。

　　在神经科学的奇妙世界里，大脑就像一座神秘的城堡，隐藏着无数的秘密。自闭症谱系障碍（Autism Spectrum Disorder，ASD）作为一种神经发育障碍，一直是科学家们重点研究的对象。目前，虽然已有研究表明 ASD 儿童和典型发育（Typically Developing，TD）儿童在静息态（Resting State，RS）下的峰值 α 频率（Peak Alpha Frequency，PAF）存在差异，PAF 也有望成为 ASD 的临床标记，但与之相关的大脑机制却如同迷雾一般，尚未被完全揭开。同时，大脑结构与 PAF 之间的联系也有待进一步探索，尤其是白质微观结构在其中所起的作用，这一系列问题激发了科研人员的探索热情。

为了深入了解这些谜团，来自美国费城儿童医院（The Children’s Hospital of Philadelphia）等机构的研究人员开展了一项纵向多模态成像研究。他们希望通过这项研究，揭示 ASD 和 TD 儿童在 RS PAF 上的差异是否与视辐射白质及 PAF 的关联差异有关，同时评估 RS PAF、视辐射白质的成熟情况以及它们与处理速度的关系。该研究成果发表在《Molecular Autism》杂志上。

在研究过程中，研究人员采用了多种关键技术方法。首先，他们从一项纵向多模态神经成像研究（R01 MH107506）中获取数据，招募了 6 - 9 岁的 TD 儿童和 ASD 儿童作为研究对象。通过磁脑图（Magnetoencephalography，MEG）来测量 RS PAF，它能够捕捉大脑的电磁活动，为研究大脑功能提供重要信息；利用扩散张量成像（Diffusion Tensor Imaging，DTI）评估视辐射白质的结构特性，DTI 可以量化组织微观结构，如分数各向异性（Fractional Anisotropy，FA）、平均扩散率（Mean Diffusivity，MD）、径向扩散率（Radial Diffusivity，RD）和轴向扩散率（Axial Diffusivity，AD）等指标。此外，研究人员还进行了认知测试，其中韦氏儿童智力量表第五版（Wechsler Intelligence Scale for Children - Fifth Edition，WISC - V）的符号搜索子测试得分被用作处理速度的衡量指标。

下面来看看具体的研究结果：

1. Specparam 模型拟合：通过 MAE 和 R²评估 Specparam 模型拟合度，发现 TD 儿童在 Time 1 的模型拟合度优于 ASD 儿童，但总体上所有儿童的模型拟合度都很好，且不影响 PAF 的识别。
2. PAF 的成熟：研究发现 PAF 随年龄增长而增加，增长速度为 0.13Hz / 年。ASD 儿童的 PAF 比 TD 儿童高 0.26Hz，这表明 ASD 儿童的大脑成熟速度可能更快，在 PAF 发育上领先 TD 儿童约 2 年，且在三个时间点都观察到了这种差异。
3. 视辐射白质的成熟：对四个 DTI 测量指标进行分析，发现 RD、AD 和 MD 随年龄下降，FA 随年龄增加，但未观察到组间的主要影响。不过，ASD 儿童的 RD 下降速度比 TD 儿童略快，这一差异具有边缘显著性。
4. 白质与 PAF 的关联：研究表明，PAF 与所有四个 DTI 测量指标都存在关联。进一步分析发现，在控制年龄因素后，PAF 与 MD、AD 和 RD 呈负相关，与 FA 呈正相关。而且，ASD 儿童中 DTI 与 PAF 的关联比 TD 儿童更强。
5. PAF 与认知和症状的关联：在 TD 儿童中，较高的 PAF 与较高的处理速度相关，但在 ASD 儿童中未发现这种关联。同时，PAF 与非言语智商（Nonverbal Intelligence Quotient，NVIQ）和社会反应量表第二版（Social Responsiveness Scale - Second Edition，SRS - 2）得分均无明显关联。

综合以上研究结果，该研究得出结论：研究结果进一步支持了 RS PAF 可作为 6 - ~12 岁 ASD 儿童潜在脑标记的观点，同时也证实了 RS PAF 与 TD 儿童处理速度相关，而与 ASD 儿童无关。此外，研究还发现两组儿童的白质和 RS PAF 都存在与年龄相关的关联，更成熟的视辐射白质与更高的 RS PAF 相关。

然而，这项研究也存在一些局限性。例如，样本主要为男性，且排除了 NVIQ<70 的儿童，这可能限制了研究结果的普遍性。此外，虽然研究聚焦于视辐射白质，但其他大脑结构测量指标，如丘脑体积和顶枕叶灰质与 PAF 的关系尚未得到充分研究。

尽管如此，该研究依然具有重要意义。它为我们理解 ASD 儿童的大脑发育机制提供了新的视角，有助于进一步探索 ASD 的神经生物学基础，为未来开发更有效的诊断和治疗方法奠定了基础。相信在科研人员的不断努力下，我们对自闭症的认识会越来越深入，也将为自闭症患者带来更多的希望。