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为探究孤独症(ASD)与非孤独症个体社交互动差异的神经机制,研究人员以观看电影任务结合 fMRI 技术开展研究。结果发现,两组在心理理论(ToM)网络的神经反应相似,但对特定 ToM 场景的重复抑制存在差异,为相关研究提供新视角。
在人类的社交世界里,理解他人的想法和意图是一项至关重要的能力,这一能力由心理理论(Theory of Mind,ToM)支撑。然而,孤独症(Autism Spectrum Disorder,ASD)患者在社交互动和沟通方面存在显著障碍,这引发了科学界对其背后神经机制的深入探索。
以往研究表明,孤独症患者在 ToM 推理上存在困难,这被认为与他们社交认知过程的改变有关。根据预测编码理论,孤独症患者社交困难可能源于对他人心理状态先验信息利用的减弱,导致社交世界变得难以预测,进而引发互动失配和压力。尽管这一理论备受关注,但在 ToM 脑区中,孤独症患者与非孤独症患者之间确凿且可重复的神经差异却一直难以捉摸。
在此背景下,为了深入剖析孤独症与非孤独症个体在社交互动中差异的根源,来自国外研究机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。该研究成果发表在《Cortex》杂志上,为理解孤独症的神经机制带来了新的曙光。
研究人员采用了功能磁共振成像(Functional Magnetic Resonance Imaging,fMRI)技术,选取了多个样本进行实验。在实验 1 中,61 名非孤独症成年人参与,他们被要求两次观看一部包含心理状态及相关行为情节的迪士尼皮克斯动画短片《暴力云与送子鹳》(Partly Cloudy),同时接受 fMRI 扫描。在实验 2 中,30 名孤独症成年人和 30 名非孤独症成年人也参与了相同的实验流程。实验过程中,研究人员精心调整了实验设置,以减少孤独症参与者的压力和感官负担。
在数据处理和分析阶段,研究人员运用了一系列严谨的技术方法。首先,对 fMRI 数据进行预处理,包括图像配准、归一化、平滑处理等,以确保数据的准确性和可比性。接着,定义了感兴趣区域(Regions of Interest,ROIs),涵盖 ToM 网络(双侧颞顶联合区(R/LTPJ)、楔前叶(PC)、背侧、中间和腹内侧前额叶皮层(D/M/VMPFC))和疼痛矩阵(双侧内侧额叶 gyrus、次级感觉运动皮层、岛叶和背侧前扣带回皮层)。通过提取这些区域的时间序列数据,并进行一系列的统计分析,来探究不同组在观看电影过程中的神经反应差异。
研究结果令人深思。在确认性分析中,无论是非孤独症成年人还是孤独症成年人,在 ToM 网络中均未发现叙事预期效应。这意味着,在观看这部电影时,成年人的 ToM 网络并未如预期那样,在第二次观看时出现反应提前的现象。而且,两组之间在叙事预期效应上也未呈现出显著差异,表明他们在观看电影时,ToM 网络的神经反应高度相似。
然而,研究人员并未就此止步。在探索性分析中,通过数据驱动的反向相关分析,他们有了新的发现。在非孤独症成年人的两个样本中,都识别出电影结尾的一个关键场景,在这个场景中,ToM 网络在第二次观看时的反应相较于第一次有所减小,而疼痛矩阵则无此现象。但孤独症成年人对这个关键场景的整体反应较小,且在两次观看之间没有出现反应减小的情况,即不存在重复抑制效应。进一步分析发现,孤独症和非孤独症成年人对该场景重复抑制效应的程度存在显著差异。
这个关键场景涉及到角色复杂的错误信念推理。灰色云 Gus 原本以为鹳 Peck 抛弃了自己,但 Peck 带着保护装备回来后,Gus 才意识到自己的误解。之前的研究表明,这个场景能驱动非孤独症成年人 ToM 脑区的反应,且 3 - 12 岁儿童在这个场景中 ToM 网络的反应幅度与 ToM 行为相关。此次研究结果显示,当面对需要复杂 ToM 推理的场景时,孤独症成年人在 ToM 网络中的神经处理方式与非孤独症成年人存在差异。这或许意味着,非孤独症成年人能从首次观看中更好地学习,在重复观看时处理效率更高;而孤独症成年人在处理复杂社会信息时,可能采用了不同的适应策略,其处理需求在重复观看时并未改变。
综上所述,该研究的确认性分析虽未明确非孤独症和孤独症成年人在处理社交场景时是否存在预测性处理,但探索性分析揭示了两者在对特定 ToM 场景的反应上存在差异。这一发现为孤独症的神经机制研究提供了初步的神经学证据,表明孤独症患者与非孤独症患者在处理复杂社会信息时可能存在不同的神经机制。不过,这一探索性发现还需要进一步的交叉验证。未来研究可从使用更适合成年人的刺激、探索刺激复杂性和叙事理解与预测反应的关系、扩大对关键场景的研究以及探究不同年龄段预测编码过程的发展等方向展开,有望为理解孤独症的本质以及改善孤独症患者的社交能力提供更深入的见解。