自闭症诊断新视角:fNIRS技术在自闭症人群中的神经同步性研究

学术   2024-05-22 09:44   湖北  

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自闭症是一种神经发育疾病,其特征通常为是社交沟通和互动困难,行为模式受限和重复[1],自闭症患者普遍表现出非典型社交模式,比如:回避眼睛,对面部注意力减少等。虽然这种社会沟通模式可能让自闭症患者在沟通中难以理解正常人的表达,但这也可能是相互的:正常的人在理解自闭症患者的表达方面也可能存在问题[2]


“双重共情问题”提到:沟通障碍可能源于自闭症患者和正常人群的不匹配[3]。以下研究使用近红外脑功能成像(fNIRS)超扫描技术来探究具有自闭症特征人群沟通交流时的脑皮层活动以及神经同步(INS)的情况,探究这类人群是否能在非典型社交模式下进行有效沟通


数据收集


受试者:该研究[4]招募271名参与者填写自闭症光谱量表(AQ),邀请得分前25%(得分范围23-41,N=64)和后25%(得分范围10-19,N=64)共128名参与者参加试验,根据自闭症特征水平分为LL(low-low)(Npair=22)、HH(high-high)(Npair=22)、HL(high-low)(Npair=20)三组,同组的参与者两两组成一对(pair)。

 

图1:a、试验流程;b、参与者站位;c、探头安放位置


过程:每个二人组在安静的房间,彼此45°相邻坐下(见图1b),分别独立回答问题,进行轮流提问后开始正式对话任务,并将行为表现录像并将行为编码,最后自评和评价同伴。


fNIRS数据收集:使用两套二波长fNIRS系统,在双侧前额叶皮层和双侧颞顶交界处交替放置4组2 × 2探头,形成16个通道(图1c),通道距离3厘米。


数据分析


行为编码:为获得相互注视的持续时间和言语社会化的主观方面这两方面信息,以四个维度进行行为编码:注视、言语、情感、整体表现。


数据分析:fNIRS记录三组的大脑皮层活动,然后对fNIRS数据进行预处理,计算氧合血红蛋白(HbO),脱氧血红蛋白(HbR)和总血红蛋白(HbT)的浓度。使用Spearman相关分析探究了INS与行为编码之间的联系,同时使用Mann-Whitney U研究INS与自我评估和同伴评估之间的关联。最后使用ANOVA分析不同组的神经活动差异。


研究结果


1.HH组在交流中表现出非典型行为模式:具有较高自闭症特征的个体在相互凝视和对话中的转换次数较少,这表明他们在交流中可能采用的是常见社交方式的替代办法(详见图2)。

 

图2:各组行为表现的不同


2.HH组在交流中表现出INS增强:与HL和LL组相比,HH自闭症双人组在对话期间的INS增强。


3.HH组交流评分高于其他两组:对交流的评估问卷中,HH组的评分显著高于LL组和HL组,并且在评估同伴的问卷中没有发现组间差异,HH二人组对交流的主观感受更好(详见图3a&b)。

 

图3:a、不同组社会性对于INS影响的差异

b、社会性对INS的影响的小波变换相干图


4.神经同步、行为模式和自我评价之间的关系:社交对于左颞上回通道6处的INS变化的作用和相互注视、情感内容、社交微笑这三个因素呈负相关。


研究结论


基于fNIRS进行记录和行为测量,发现高自闭症特质人群在非典型社交模式下实现有效沟通的同时神经同步会有所增强。这些发现挑战了社会普遍对高自闭症特征人群“社会沟通缺陷”的刻板印象,提倡以多元神经角度而非疾病角度来看待自闭症,初步展现了与自闭症群体有效沟通的替代途径的潜力


借助fNIRS技术,发现高自闭症特征人群在非典型社交模式下神经同步特点,同时,也从另一种视角展现出fNIRS技术在未来自闭症的分型诊断研究中的潜力和价值。


☞ 参考文献:

[1]American Psychiatric Association. Diagnostic and statistical manual of mental disorders: DSM 5. Arlington(VA): American Psychiatric Press, Inc; 2013.

[2]Milton D. On the ontological status of autism: the ‘double empathy problem’. Disabil Soc. 2012:27(6):883–887.

[3]Milton D, Gurbuz E, Lopez B. The ‘double empathy problem’: ten years on. Autism. 2022:26(8):1901–1903.

[4]Peng X, Li T, Liu G, Ni W, Yi L. Enhanced neural synchronization during social communications between dyads with high autistic traits. Cereb Cortex. 2024 May 2;34(13):104-111. doi:10.1093/cercor/bhae027. PMID: 38696603.

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