详细解释小脑运动中枢在社交技能和认知能力方面的“未知”贡献。 《长沙自闭症》

时间:2022-08-22 00:35来源: 作者: 点击:
  

这些发现拓展了研究人员对小脑作用的认知:小脑不仅保运动时动作的准确性,还能预测和纠正其他方面的问题。就像小脑可以防止人们在不平的人行道上绊倒一样,小脑也可能会提醒人们是否会坐得离正在和他们说话的人太近,甚至会提醒人们是否应该在适当的时候大笑或表示同情。

2017年的一项研究表明,破坏小鼠的RCrusI区会导致其社会行为、行为僵化和思维缺乏灵活性。这些特征让人联想到自闭症,但这些老鼠没有运动困难。共同主持这项研究的蔡教授指出:“这个脑区的一些功能与小脑的运动协调完全不同。”

另一个研究小组发现,有据表明,自闭症患者在学习新动作时,往往更依赖内心的直观体验,而不是视觉反馈。马里兰州巴尔的摩市KennedyKrieger研究所神经发育和影像研究中心主任StewartMostofsky指出,这种倾向可能会导致自闭症患者的社交困难,因为大多数人主要通过视觉反馈来学习社交技能。

在这些互动的过程中,我们也需要随机应变的能力。如果对方示意拥抱,我们必须收回伸出的手。或者在聊天伙伴失去兴趣的时候,会及时改变谈话的话题。

所有这些技能对自闭症患者来说可能是一个很大的挑战。它们都依赖于大脑中的运动中枢小脑来进行预测、纠错和日常学习。

20多年来,研究人员发现,尸检显示自闭症患者的小脑中缺少一种叫做Purkinjecells的神经元。这些神经元的功能是传递来自小脑的信号。这种缺失是在自闭症的小脑,其重现性非常高。许多影像学研究也表明,自闭症患者和普通人小脑的大小或部分结构是不同的。

王教授认为:“这些研究表明,小脑似乎对这些认知和社交能力的正常发展至关重要。”

对小脑在自闭症中的重要性的认识也启发了人们寻求治疗自闭症的新方法。这些新想法包括小脑的电刺激和通过视频游戏塑造小脑回路。

达拉斯西南医学中心的神经病学助理教授彼得赛(PeterTsai)说:“从传统观点来看,小脑与自闭症无关。”

小脑因肿瘤或中风受损的成年人也可能出现微妙的社交和情感障碍,但他们不是自闭症患者。普林斯顿大学神经科学教授SamWang认为,“这个特殊的例子表明,小脑对(自闭症)的影响发生在生命早期,而不是成年期”。换句话说,小脑和社会行为之间可能存在所谓的“关键期”。

然而,在过去的十年里,越来越多的据表明,小脑在认知和社交技能中发挥作用。越来越多的据也表明,小脑异常在自闭症的发病机制中起着重要作用。

在2000年代,研究人员了解到小脑有一个类似于大脑皮层的功能区,小脑的不同区域在不同的任务中有不同的活动。

小脑是一个位于颅骨底部的蝴蝶状结构。人们早就认识到小脑的主要功能是协调运动——然而,运动功能只是自闭症诸多障碍中的次要障碍。

与此同时,研究人员继续探索小脑的功能及其与自闭症的关系。先进的技术(如先进的显微镜技术)正在帮助人们重新认识这种大脑结构的功能。

根据类似的逻辑,一些研究者对自闭症的运动障碍进行了研究,以期发现自闭症社交障碍和其他认知障碍背后可能的机制。

研究小组还指出,RCrusI连接着两个与自闭症相关的神经网络:一个是defaultmodenetwork,在做白日梦和睡眠时活跃;另一个是前额叶网络,它参与高级认知过程。

中脑的腹侧被盖区参与奖赏行为,阻断小脑与该区域的联系会削弱小鼠社交的兴趣。

Stoodley正在研究使用经颅直流电刺激,通过放置在头皮上的电极将电流传输到大脑,以改变小脑部分的活动(这只是早期的动物模型研究)。Mostofsky和他的同事们正试图利用视频游戏来训练自闭症儿童的视觉运动系统。在这个视频游戏中,玩家被要求尝试模仿特定的舞蹈动作。这种训练旨在微调RCrusI和其他大脑区域之间的连接,以改善儿童的社会行为。

Mosconi等人发现,自闭症患者的眼球运动、握力等功能障碍与小脑功能有关。2018年,欧洲一项研究发现,对近500人的大脑扫描分析显示,自闭症患者大脑中小脑与感觉和运动网络之间的连接发生了变化。

然而,越来越多的据表明小脑在自闭症机制中的重要性。堪萨斯大学劳伦斯分校临床儿童心理学副教授MatthewMoscon指出,一些据表明,运动问题“实际上是自闭症的一部分,比我们最初认为的更重要。”

华盛顿特区美利坚大学的心理学副教授CatherineStoodley说:“这种观点认为,就像小脑在运动功能中的关键作用一样(有大量关于这一点的文献),小脑可能也在认知功能中发挥着同样重要的作用。”

蔡教授说:“越来越多的据表明,事实上,小脑不仅是一个无辜的旁观者,而且与自闭症有因果关系。”

握手,轻松击掌,礼貌有效地结束电话:这样的行为是社交的基础。

其他研究甚至将小脑与自闭症的核心特征联系起来。例如,就在浦肯野细胞中,改变一些与自闭症相关的基因,如TSC1和PTEN,可以引发小鼠的社交障碍。早产儿的小脑因出生时出血或缺氧而受损,会大大增加自闭症的概率。

研究人员跟踪了小脑和大脑社交回路之间的联系,并将这些联系的损害与自闭症或自闭症特征联系起来。同时,行为学的实验数据也提示,小脑可以校准社交技能,在运动动作的校准中起到类似的作用。

研究人员还在探索小脑中可能与自闭症密切相关的一些特定部分,特别是一个名为“右克鲁西(RCrusI)”的部分。

王教授指出:“研究人员已经开始真正认同这一想法,新技术有助于研究小脑对非运动功能的影响。这样的研究在五年前是不可能完成的。”

为了检验“关键期”理论,蔡教授和他的同事发现,一种名叫雷帕霉素的药物可以防止缺乏TSC1的小鼠的浦肯野细胞丢失,并逆转一些自闭症特征,但这种逆转只能在出生后10周内发生。尚不清楚人们是否有类似的“关键期”窗口。

与这一理论相一致的是,王教授和他的同事们去年明,在生命的早期阶段,而不是后期,小脑某些部分功能的丧失会导致小鼠出现类似自闭症的特征。

SarahDeWeerdt是西雅图的科普作家,专注于生物、医学和环境报道。她的作品曾发表在《自然》、《新闻周刊》、《自然与自然》等媒体上。莎拉从2010年开始为Spectrum写稿。

生命在于锻炼——锻炼强身健体。一般认为运动是由小脑控制的。然而,近年来的前沿研究表明,小脑也参与了非运动功能的调节,包括社交和认知能力。从这个角度来说,帮助和引导自闭症患者参与体育运动显得尤为重要。这篇文章不构成过分强调锻炼来干预自闭症患者的方法。所有的运动和干预都有一定程度的问题。那些曾经发生过的,超出孩子体力和能力的过度运动,不应该,甚至是不人道的。

长期以来,研究人员无法解释这些发现。自闭症是一种社交障碍,小脑是运动中枢,所以很难把这两个看似不相关的东西联系起来。

例如,Mosconi的研究小组发现,自闭症患者很难以适当的力度将传感器压在拇指和食指之间,从而控制电脑屏幕上线条的位置。莫斯科尼说,“他们要么矫枉过正,要么纠正不足,要么以不固定、不可预测的方式完成实验。”


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