高功能儿童孤独症认知障碍的功能磁共振成像研究 [自闭症]

时间:2022-06-11 00:48来源: 作者: 点击:
  

关于杏仁核和梭状回的功能是否有联系,有研究者提出杏仁核可能以瀑布方式影响腹侧颞叶的梭状回& ldquo面部专精区& rdquo组成一个口语句子。新生儿在出生后36 h表现出对脸样物体的偏好_] 7]。

此外,多种技术的组合应用,如BOLD & mdashfMRI、DTI、ERP、脑磁图等的联合应用。,可以更客观地研究大脑认知活动在空间位置和时间过程中的动态过程,阐明大脑中神经网络的相互联系,更好地帮助揭示高功能自闭症认知功能障碍的神经机制。

梭状回也是面部感知和情绪处理的关键脑区。目前对右侧梭状回的研究和认识多于左侧。当刺激包含面孔的卡片时,右侧梭状回的外侧部分被激活,当刺激不包含面孔的卡片时,右侧梭状回的中间区域被激活[14,1 5_]。

变化,氧的供应超过氧的消耗,氧合血红蛋白含量相对增加,在BOLD图像上表现为高信号。这些神经血管耦合效应在时间上部分混合,导致与神经刺激相关的磁共振信号的变化。血流动力学响应函数(HRF)曲线常用来描述磁共振信号的变化与刺激时间之间的关系。

1。区组设计:作为范式设计的特例,实验条件和控制条件交替出现,在实验条件下依次给予刺激。它的优点是可以产生相对于基线比较大的粗体信号变化,可以直观地显示活动区域的信号强度和像素大小变化。

(一)面部感知、情绪加工等功能缺陷的研究。王等_3_ 12例自闭症谱系障碍(自闭症谱系障碍dis & mdash订单,ASD)男孩(12.2岁及以上;4.8岁)和12名正常男孩(年龄11.8岁& plusmn2.5岁)为研究对象,采用fMRI研究高功能性ASD儿童面部知觉与情绪加工缺陷的神经相关性。在fMRI扫描过程中,受试者必须执行三种测试任务。其中两种是实验条件,被试观看一张带有张富有愤怒或害怕表情的目标面部卡片,然后从另外两张面部卡片中选择与目标卡片表情相同的一张,记为& ldquo匹配条件& rdquo。在这种条件下,被试不必理解面部表情所表达的真实内涵,这是一种无意识的活动。你也可以从已经给出的两个单词中选择一个能描述目标卡片表情的,记为& ldquo标记条件& rdquo在这种条件下,被试需要真正理解目标卡片的表达内涵,才能做出正确的选择,这是一种有意识的活动。在第三个测试任务中,受试者观看一组目标几何图形,然后从另外两组几何图形卡片中选择同一张作为目标卡片,记为& ldquo比较条件& rdquo。

目前对自闭症儿童认知障碍的fMRI研究还存在样本量小、受试者平均年龄大、年龄范围广、受试者代表性差等不足。大样本与子样本相结合、功能研究与结构研究相结合、自闭症儿童与正常儿童认知功能神经相关性的纵向fMRI研究、单个脑区与多个脑区之间相互作用的研究、影像学与发展心理学的研究将是未来的研究方向。

2。事件相关性fMRI(事件& mdash相关fMRI、er & mdashfMRI):er & mdash;FMRI允许实验条件和控制条件随机出现,可以检测到每个刺激对应的HRF,并做出详细的分析。其主要优点是可以检测HRF的瞬时变化,刻画BOLD信号变化的H、/F ~ Q变化特征。同时,通过改变刺激间隔(ISI),可以降低被试对下一次刺激的预测,从而保证被试在整个实验阶段保持相同的注意水平,减少刺激预期效应对实验结果的干扰。目前,et & mdashFMRI已经成为大脑认知研究的主要方法。

幼儿的这种感知是通过皮层下视觉系统介导的,即信息从视网膜传到上丘,再经丘脑后结节核传入杏仁核。皮层下视觉系统任何一部分的异常,都可能是未来自闭症认知障碍的第一步。先天性杏仁核异常可能会导致儿童在出生后的最初几个月对自己的面部关注较少,从而阻碍梭状回内面部感知特殊区域的形成[1 8]。因此,对儿童早期自闭症认知障碍的前瞻性研究有助于发现早期脑损伤与认知障碍之间的关系。

自闭症是广泛性发育障碍的代表疾病。自闭症患者往往有不同程度的认知障碍。目前对自闭症儿童认知障碍的fMRI研究大多集中在面部知觉、情绪加工、意外听觉刺激和讽刺性语言理解等方面。随着实验刺激技术的不断发展和完善,以及多种影像技术的联合应用,fMRI研究将更好地揭示高功能自闭症儿童认知障碍的神经相关性。

结果显示,在所有刺激条件下,两个实验组的前额叶皮质中部的激活无显著差异,而病例组的颞上回和颞极的激活强于正常对照组。At & ldquo信息刺激& rdquo在此条件下,病例组双侧额下回被激活,而对照组左侧额下回被激活;At & ldquo语调信息和内容信息同时刺激& rdquo病例组双侧额下回显著激活,而对照组未发现该区域激活。因此,病例组额叶下回激活明显,这可能与自闭症患者在整合内容信息和语调信息方面的缺陷有关。虽然高功能自闭症儿童理解讽刺性语言的神经机制与正常儿童基本相似,但高功能自闭症儿童更努力地将说话者的内容与说话意图进行整合,这种整合能力表现为神经层面相关脑区的显著激活。

受试者听完每一集,然后判断说话者的意图是诚实还是讽刺,按下相应的键做出选择。

研究中发现,与基线声音刺激相比,in & ldquo偏离刺激& rdquo还有& ldquo新的刺激& rdquo在此条件下,两个实验组的双侧颞上回(BA 22区)、颞顶结合部、额上回、双侧额下回(BA44/45/45区)、扣带回、右侧背侧丘脑中部和右侧尾状核的激活情况相似。但是在& ldquo偏离刺激& rdquo在这种情况下,孤独症组的左前扣带回和左额下回的激活区比对照组弱。At & ldquo新的刺激& rdquo在此条件下,扣带回前部、双侧颞顶叶结合部和右额叶皮质的激活区较对照组弱。提示自闭症儿童在听觉刺激任务中存在注意转移缺陷,且与扣带回等特定脑区的变化有关。

(二)听觉刺激的研究。以往对听觉刺激的研究多采用电生理方法,如检测事件相关电位(ERP)来研究自闭症儿童注意缺陷的神经相关性[2O.2]]。电生理学虽然时间分辨率高,但无法在空间上精确定位,而fMRI可以在一定程度上弥补这一不足。fMRI扫描时的噪音可能会污染实验中使用的声音刺激,但只要使用的声音频率足够不同,就不会影响脑组织对几种不同声音刺激变化的反应[22,23]。在听觉刺激的fMRI研究中,实验刺激设计的合理选择对发现听觉皮层外脑组织的激活起着关键作用。

(一)原理概述血氧水平取决于功能磁共振成像(BOLD & mdashFMRI)是通过脑活动生理过程中的脑血流量、脑血流量和血氧含量等微弱能量变化来成像的。在任何特定的成像体素中,氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白的比率是BOLD图像信号水平的决定性因素。当抗磁性物质氧合血红蛋白的含量较高时,在粗体图像上显示高信号;相反,当顺磁性物质中脱氧血红蛋白的含量高时,它在粗体图像上显示低信号[41]。局部神经元的激活使相应的供血血管扩张,并伴有脑血流量、脑血容量和氧含量的增加;脑血流量的变化超过了脑血流量的相对量。

研究中发现,ASD组杏仁核从未被激活,ASD组右侧梭状回(BA 37区)的激活较正常对照组弱,仅在& ldquo匹配条件& rdquo下图,ASD组楔前叶(BA7区)明显激活,而正常对照组则没有。推测ASD组梭状回激活较对照组弱,可能与面部经验不足有关。梭状回和杏仁核功能障碍后,楔前叶可能作为一种补充策略被激活。在对照组中,右侧杏仁核在无意识活动中的激活强于有意识活动,这可以为杏仁核与情绪的机械或无意识加工密切相关的推断提供证据。

Grelotti等人(四)通过对1名对数码宝贝系列卡通图片有特殊偏好的自闭症男孩的fMRI研究发现,当受到数码宝贝刺激时,双侧梭状回外侧部分被明显激活,当受到无脸物体刺激时,双侧梭状回中间部分被激活;与面部刺激和身体刺激相比,数码宝贝刺激时双侧杏仁核被显著激活。因此,这类患者梭状回和杏仁核的特殊激活可能与他们在日常生活中观看或考虑其他人和数码宝贝的时间量的差异相一致。杏仁核可以通过调节注意力来影响梭状回中感觉加工专门区域的形成[1]。

自闭症是一种始于婴儿期的严重慢性神经精神障碍,是广泛性发育障碍(PDD)的代表疾病。往往表现为社会认知和社会交往能力的受损,以及社会行为的单一和重复,对孩子以后的学习和生活造成严重影响。根据患者的智商(IQ),儿童自闭症目前分为低功能自闭症(1ow & mdash功能性自闭症(LFA)和高功能性自闭症(高& mdash两种功能性自闭症(HFA),前者智商:70 .

与此同时,对自闭症成年人的研究发现,在执行面部表情识别任务时,杏仁核没有被激活。因此,杏仁核功能障碍可能在自闭症的面部感知、情绪处理和其他功能缺陷中发挥重要作用。但是,目前对于左右杏仁核功能的区别还存在争议。有研究者认为,右侧杏仁核的激活可能与对刺激的情绪反应有关,而左侧杏仁核主要参与对唤醒刺激的分析和处理[13]。

HRF曲线通常一开始会出现轻微的下降,这与大脑局部区域受到刺激时脱氧血红蛋白含量的短暂升高有关。尽管对粗体的解释仍有争议,但大多数研究者认为这种效应有助于增加粗体效应的空间特异性。随着氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白比值的增加,HRF曲线呈上升趋势,称为正大胆效应,当刺激持续时间足够长时,曲线达到峰值。刺激停止后,HRF曲线回落至基线,可能出现负尖点效应,这与静脉床容积使局部脑血容量恢复正常慢于局部脑血流量,导致脱氧血红蛋白含量相对增加有关[03]。在复杂的大脑认知功能研究中,经常使用事件相关的fMRI来定量观察HRF曲线的时间变化,从而更好地了解认知任务完成时大脑功能的动态变化,并将其与事件相关电位(event & mdash相关电位(ERP)结果具有良好的相关性。

此外,质子磁共振波谱(H & mdashMRS)和单光子发射计算机断层扫描(SPECT)也证实了自闭症儿童扣带回皮质的血液灌注和代谢低下[26,;巴尼阿& mdashGoraly等]利用扩散张量成像(DTI)对自闭症儿童的白质纤维束进行研究,发现与前扣带回、腹内侧前额叶皮质和颞顶连接处相邻的白质纤维束的分数各向异性(FA)值显著降低。提示自闭症儿童相应脑区的白质结构与皮质功能的联系可能存在缺陷。

(二)刺激的呈现策略在自闭症认知障碍的fMRI研究中,刺激的呈现策略有很多种,大部分是组块设计和事件相关设计。

(3)讽刺性语言理解缺陷的研究王等以18名男性高功能自闭症患者Jk(年龄7.4-16.9岁)为研究对象,选取18名正常男孩(年龄8.1-mdash;15.7岁)作为对照。FMRI被用来研究讽刺性语言理解的神经关联。实验范式由三个区块组成,i6o分为三个情节,一个是让说话者用中性语气讲述事件内容,命名为& ldquo信息刺激& rdquo;一个段落写成& ldquo当说话者只发出带有强烈讽刺或诚实语气的声音,而不说出事件内容时;& ldquo声调刺激& rdquo;另一段是让说话人用强烈的讽刺或诚实的语气讲述事件的内容,记为& ldquo语调信息和内容信息同时刺激& rdquo。

功能磁共振成像(fMRI)以其较高的时空分辨率,可以显示大脑功能快速变化的过程,为进一步探索儿童孤独症的病因提供了重要线索。在对自闭症的fMRI研究中,高功能自闭症者是目前的研究对象,这与fMRI研究要求受试者具有较高的理解和合作水平有关[31]。然而,认知障碍是儿童自闭症fMRI研究的热点,大多集中在面部感知、情绪加工、意外听觉刺激和讽刺性语言理解方面。

Gomot等人Yan第一次通过听觉刺激任务er & mdashFMRI研究揭示自闭症儿童注意力缺陷的神经基础。本文以12名自闭症男孩和12名性别、年龄、智商、利手匹配的正常男孩为研究对象,采用一种由三种声音组成的经典范式,即在重复的参考声音刺激中植入另外两种频率较低的声音刺激,其中一种仅与参考声音略有不同,命名为& ldquo偏离刺激& rdquo;另一种是与参考声音明显不同的罕见声音刺激,称为& ldquo新的刺激& rdquo。

总之,虽然自闭症儿童与正常儿童在智力水平上没有明显差异,但在具体的神经认知活动上存在不同程度的障碍。在神经层面上,表现为相关脑区的功能障碍或无功能,或其他无功能脑区的异常激活,即脑功能的适应性重组。


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