自闭症成人的额叶网络

文献：Catani, M., Dell’Acqua, F., Budisavljevic, S., Howells, H., Thiebaut de Schotten, M., Froudist-Walsh, S., … Murphy, D. G. M. (2016). Frontal networks in adults with autism spectrum disorder. Brain, 139(2), 616–630. https://doi.org/10.1093/brain/awv351

1.文章概述 ¶

脑成像相关进展使映射自闭症相关结构和功能特征成为可能。已有结构神经影像学研究表明，大脑的许多区域出现异常，包括额叶、颞叶皮层，尾状核，小脑，杏仁核和海马体。功能性神经影像学研究表明，在处理涉及社交、情感和语言处理的任务时这些区域的激活改变。但，部分研究结果没有得到一致证实。

不一致性可能是因为：1）样本小；2）诊断标准不严格；3）有年龄、智商等混杂因素影响。

了解自闭症的白质异常是弥散性还是局限于特定束。对 患有自闭症的成人白质差异的强度可能与社交互动、重复行为和交流等症状的严重程度有关 这一假设进行检验。

a.被试：

实验组：61个自闭症成年男性，18到45岁

控制组：61个神经匹配的正常男性，18到45岁

所有被试IQ>70，经过ICD10-R诊断，诊断结果经过ADI-R证实，集中在4-5岁的时候。

b.DTI-MRI处理

ExploreDTI，先进行预处理，校正涡流畸变和头部运动；再进行b-矩阵，重新定向，得到更准确的扩散张量方向。

c.数据分析

SPSS，t检验

a.基于束tract-based的空间分析：相比控制组，自闭症组在左侧弓状束、外囊、前后扣带、前胼胝体有显著更低的各向异性fractional anisotropy

b.扩散张量纤维追踪成像分析：

1）弓状束：自闭症组在左长和左前段（segment）有更高的平均和径向弥散。左前段流线数和ADI-R的刻板重复言语评分之间存在显著负相关。这种相关性是由刻板言语的严重程度，延迟模仿了（2C）和对话受损（2D）驱动的。和ADOS的沟通评分无显著相关性。

2）边缘束limbic tract：自闭症组在左钩状束有显著更高的平均和径向弥散，在左扣带有显著更低的各向异性。左侧钩的流线数与ADI-R的相互社交能力评分、社交-情感互动评分（3B）之间有显著相关性。左侧钩的各向异性和社交-情感互动评分之间有类似的相关性，主要由“使用面部表情不当”引起（3C）。使用第一个单字词是否延迟和左侧钩状束的各向异性、径向弥散有显著相关。

3）胼胝体：自闭症在genu和anterior body的平均和径向弥散有显著增加。胼胝体弥散指数和用ADI-R及ADOS测量的症状严重程度无显著相关性。

c.讨论：

自闭症的白质差异主要集中在额叶的主要联系束和连和束，这些束将额叶和后面的顶叶、边缘、颞叶相连。特定网络中的白质差异与特定的儿童自闭症行为有关。如，在语言和社交能力中起重要作用的左弓状束，和儿童时期刻板言语、模仿迟缓负相关；左侧钩弥散异常和社交情感互动能力显著相关，左侧钩在面部编码和感知相关的情绪处理中起重要作用，出现弥散异常导致儿童不能恰当使用面部表情。

特异性测量和成年期的自闭症症状严重程度之间无显著相关性，可能是因为：1.ADOS虽然通常用于自闭症诊断，但可能不适用于成人当前症状严重程度的量化；2.成人通过观察和学习可以弥补儿童时期的社交缺陷。

自闭症的特征是由于白质异常产生的，但DTI不能说明确切的生物学机制，可以通过对死者的研究post-mortem解释。已有研究表示自闭症和白质炎症、神经体积减小、额颞叶内密度增加有关。

2.不足和未来研究方向 ¶

被试只有成年男性，且智商在70以上，限制了结果的泛化。

因为已有的对死者的研究多是比较大的儿童或成人，所以在白质异常的改变过程上仍然未知，不清楚是由于最初建立连接时失败还是之后已经成功建立的连接弱化导致的白质差异，进而产生自闭症表征。

3.不懂的地方 ¶

DTI，FA计算

  • 各向异性程度，反映分子在空间位移的程度，且与组织的方向有关。用来定量分析各向异性的参数很多，有各向异性分数（fractional anisotropy， FA）、相对各向异性（relative anisotropy ，RA）、容积比指数（volume ratio ，VR）等。这些指数均是通过弥散张量的本征值(即λ1、λ2和λ3)计算得出的。

  • ① FA；部分各向异性指数，是水分子各向异性成分占整个弥散张量的比例，它的变化范围从0～1。0代表弥散不受限制，比如脑脊液的 FA 值接近 0；对于非常规则的具有方向性的组织，其FA值大于0，例如大脑白质纤维 FA 值接近 1。

  • FA = √3[(λ1- <λ>)2 + （λ2-<λ>）2 + （λ3- <λ>）2 ]/ √2 (λ12 +λ22 +λ32)

  • λ =(λ1+λ2+λ3)/3

  • ② RA：相对各向异性指数，是弥散张量的各向异性部分与弥散张量各向同性部分的比值，它的变化范围从0(各向同性弥散)到√2(无穷各向异性)。

  • RA = √(λ1- <λ>) 2 + （λ2-<λ>）2 + （λ3- <λ>）2 /√3<λ>

  • ③ VR：容积比指数。是椭圆体与球体容积的比值。由于它的变化范围从 1(即各向同性弥散)到0，所以，临床上更倾向于应用1/VR。

  • VR=（λ1×λ2×λ3）/ <λ>3