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在一些患有自闭症的孩子中社交和视觉神经回路并不太紧密

自闭症谱系障碍(ASD)的第一个也是记录最全的症状之一是儿童对与他人互动的反感。具体来说,他们对通常会吸引幼儿注意力的社交活动和刺激不感兴趣,例如看着其他孩子玩耍,唱歌或跳舞。

在2019年12月17日在线发表在《eLife》杂志上的一项新研究中,加利福尼亚大学圣地亚哥分校医学院的研究人员将一种新颖的视觉跟踪程序与脑部成像相结合,发现ASD幼儿忽略了社交刺激并喜欢看待移动彩色几何图像具有更严重的社交症状,并且连接社交和视觉注意力的大脑网络的大脑活动水平较低。

“这表明,在偏爱几何图形而不是儿童图片的ASD幼儿亚型中,大约20%的自闭症幼儿在视觉和社交大脑网络之间存在脱节。在这些ASD幼儿中,色彩鲜艳的运动形状而不是有趣的社交情感刺激,而是控制神经活动,注意力和学习。”资深作者,通讯作者,神经科学教授,加州大学圣地亚哥分校自闭症卓越研究中心联合主任,兼作者埃里克(Karen Pierce)说:库彻恩博士,也是神经科学教授。

皮尔斯说,社交和视觉神经网络的日常断开导致注意力,经验和学习针对低水平但视觉上显着的刺激,如彩色旋转形状。这可能是某些ASD幼儿的症状和观察到的社会障碍的病因。她补充说,但是这些发现也可能为诊断和治疗婴幼儿ASD提供新的途径。

“目前,当儿童被诊断出患有自闭症时,通常会根据应用行为分析的原则为他或她提供相当通用的治疗。将来,在诊断后,儿童可能会接受更深入的生物学评估,以提供有关他们的眼睛注视和大脑网络激活模式的信息,这可能指向更具体的治疗方法。”

“如果在一段治疗期后的某个时候进行第二次生物学评估,也有可能将大脑成像和眼动追踪技术一起用于确定治疗效果。”

皮尔斯和同事们一直在研究注视技术在ASD诊断和治疗中的潜力。例如,在2010年,他们报告说,在一个简单的一分钟眼动追踪测试中,后来发现14岁以下婴儿更喜欢几何形状的电影而不是跳舞和做瑜伽的儿童电影的婴儿被诊断为ASD,使用更长的时间,黄金标准行为诊断测试(“ ADOS”)。相反,通常发育中的婴幼儿更喜欢观看“社交”图像。

在这项新研究中,研究人员将眼动追踪(相机在其中监视和记录孩子在屏幕上的位置和内容)与功能磁共振成像(fMRI)数据相结合,详述了不同大脑回路之间的互连性。

“基础神经科学发现,人脑具有许多所谓的“静止状态”网络,每个网络都涉及不同的感觉,注意力,认知和社会功能。即使我们没有从事任何明确的任务,即使在运动过程中,这些网络也很活跃。自然睡眠。”

“当我们考虑自己和他人时,一个社交网络(默认模式网络或DMN)非常活跃。人们认为DMN的异常可能是自闭症患者社交困难的关键。由于经验依赖机制,例如某人的注视,促进大脑发育,了解某人在视觉上参与的内容-社会或非社会刺激-可以提供宝贵的信息。”

研究人员检查了ASD幼儿和非ASD对照组的合并数据,发现DMN等社交脑电路与ASD儿童的视觉和注意力网络之间的神经交互作用(超连通性)不典型。连通性越低,社交沟通的困难就越严重,尤其是在具有几何偏好的ASD的幼儿中。

皮尔斯说,这些发现为仍然很大程度上神秘而复杂的ASD肖像增添了新的信息和细节。“但是像我们在这里所做的那样,通过将临床表型信息(例如社交能力测验的分数)与脑成像和眼动追踪相结合,我们正在开发出更准确的早期方法来诊断ASD和识别脑眼追踪亚型。我们将很快开始进行初步研究以开发针对该亚型的靶向治疗。”

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