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消息 自闭症研究的最新发展。
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自闭症脑结构促进“连通论”的研究

通过/ 2009年7月21日

桥梁断裂:在自闭症患者的大脑中,连接大中枢神经束和外部组织的管道(绿色)异常狭窄,这可能会抑制大脑遥远区域之间的交流。

患有自闭症的人的大脑具有破坏大脑区域之间的正常连接,并阻碍脑中的信息流动。这是一项新的独立研究支持的20岁理论的结论。

最近的报告,发表在六月号的自闭症和发病症,侧重于语料库胼um - 粗糙的神经纤维桥梁桥梁围绕大脑的左右半球。

研究人员发现,胼callosum在自闭症中的大脑中的大脑比健康控制的大脑减少了7%1。更重要的是,胼胝体的体积越小,参与者在计划和解决问题的测试中得分越低。

在可能发布的杂志中发表的另一名研究发现,古尔窗 - 在胼callosum和皮质之间运行的神经纤维的导管在自闭症脑中异常窄2。这条较小的通道可能会撞击正常的神经传输。

“这些论文表明,在我们寻找异常的过程中,该领域正在从对大脑区域的基本体积测量,转向对多个大脑区域的结构和形状的更具体的测量,”他说Antonio Hardan.他是斯坦福大学医学院精神病学副教授,也是第一项研究的首席研究员。

这项新发现支持了所谓的自闭症“大脑皮层连接”假说。该假说认为,自闭症是由大脑中的远程回路受损和过度的局部连接造成的。

什么时候南希Minshew他的同事们在大约20年前就开始发展这一理论,其重点是减少了与大脑皮层的联系。大脑皮层是大脑细胞的最外层,负责诸如推理和记忆等高级大脑功能。新的证据表明,自闭症患者的大脑可能在非皮质区域之间也有连接问题。

匹兹堡大学的行为神经学家明斯(Minshew)说:“连通性假说已经很好地证实了,我不认为它还只是个假说。”明斯说,他曾与哈丹合作进行了第一项研究。

其他支持者补充说,还没有其他理论能同时解释自闭症的病理和行为特征。

“关于自闭症有上百万种理论;问题是,其中99.9%的人只是试图单独解释行为。曼努埃尔·卡萨诺瓦,路易斯维尔大学精神病学教授和古尔窗台研究的领先调查员。

相反,大脑皮层连接假说可以解释为什么自闭症患者可能会有语言习得障碍——这需要大脑的远端区域之间的连接——以及增强的视力(只局限于大脑的一个区域)。

然而,大多数证据来自大脑成像,它并没有直接测量大脑结构或神经元信号模式。一些自闭症专家说,在过多地相信这种假设之前,还需要做更多的工作来更好地量化“连通性”。

“迄今为止的证据表明,自闭症患者的大脑皮层连接存在问题,但问题的本质仍是有待检验的假设,”他说Pat Levitt.洛杉矶南加州大学Zilkha神经源研究所主任。

成像洞察力:

长期以来,行为学线索表明,自闭症是一种影响大脑多个区域的障碍。例如,自闭症患者通常不会有源于大脑某个区域的失明或失聪等感觉缺陷。相反,他们复杂的认知和语言问题表明,负责整合感官信息的区域出现了异常。

然而,在20世纪80年代,MinShew说,在20世纪80年代,没有任何物理证据来证明分布式脑赤字的想法。

她说:“20年前,心理学家们一直在寻找一种单一的主要缺陷,并假设它存在于大脑的单一位置,以解释自闭症的核心特征。”

在未来十年中,在研究发现头围和总脑体积增加到自闭症的大脑中,研究人员开始寻求连通性的广泛缺陷。

通过磁共振成像,他们发现了自闭症儿童大脑中几个有趣的连接模式:与健康对照组相比,自闭症儿童的大脑更大3.和神经细胞对神经连接的较低比例4

2002年,Casanova对后期脑组织进行了一系列成像研究,该研究提供了第一种物理证据,即结构异常可以解释观察到的行为。研究表明,在患有自闭症的成年人皮层中,小神经元的异常狭窄和许多“minicolumns” - 堆积的分组5,6

通常,神经元越小,它与其他细胞的连接就越短。所以卡萨诺瓦认为自闭症患者体内大量的小细胞会导致短连接的形成以牺牲长连接的形成为代价。

“卡萨诺瓦的发现意义重大,因为我们终于有了一些有关问题所在的病理证据——大脑皮层,”明斯说。

与此同时,敏锐的同事马塞尔就他开始利用功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging)开发方法,将大脑解剖结构差异与认知能力联系起来。这项技术允许研究人员观察与执行任务相关的连通性。

例如,在2004年,Just和他的同事们发现,在自闭症患者中,参与句子理解的大脑皮层远端区域并不同步7

2007年,当自闭症的人试图执行需要左右脑半球的问题解决问题时,他的团队发现同步减少了同步8

然而,研究人员仍然必须确定在异质自闭症谱中发生连接受损的程度。“我认为几乎可以肯定的是,有相当一部分自闭症患者的连通性降低了,”他说艾略特谢谢,加州大学旧金山分校的儿科神经学家。

Sherr对胼胝体有缺陷的人进行研究,以直接追踪失去这条神经高速公路是如何破坏连接的。他也发现了导致连通性降低的结构性原因9。更重要的是,他已经发现了初步证据,表明连接能力下降与解决问题能力差有关——这是自闭症患者的常见缺陷。

胼胝体并不是唯一可能发生连接缺陷的部位将解剖学差异单独解释行为,谢谢笔记。仍然,“我们越多,我们就可以分解自闭症行为或临床赤字的组成部分,我们可以研究潜在的生物学。”

无数差异:

根据敏锐于6月份发表的报告,在脑开发期间发生的结构变化也可能破坏连接性的损失连接生物精神病学。研究小组发现,在30个月的时间里,患有自闭症的青春期男孩的大脑皮层细胞比健康对照组更薄10。研究人员表示,这种与年龄相关的萎缩更加深刻在具有严重自闭症的男孩中,这表明在该群体中,连通性最扰乱。

然而,至少有一项研究挑战了自闭症中的结构异常扰乱了正常的远程连接的想法。

去年,尚塔尔凯默发现,听觉和视觉信息的整合,这需要完整的远程连接,是自闭症的人们正常的11。该研究使用了脑电图 - 一种通过头皮测量脑波的非侵入性技术 - 因为它可以测量区域激活的快速变化。

荷兰乌得勒支鲁道夫·马格努斯研究所的发展心理学家凯姆纳说:“如果有正常的连接,那么在听觉和视觉信息的时间上就不应该有异常——事实并非如此。”

Kemner和其他人警告说,需要更多的直接证据来证实这一假设,并发现更多有关这些异常连接模式背后的机制。例如,莱维特正在使用自闭症动物模型来获取局部和远程脑回路的电生理测量。

Minshew同意这项研究必须更加具体,以探测结构异常是如何导致特定行为的。她说:“我们需要弄清楚大脑各功能结构之间的相互作用。”

通过这样做,她说,科学家可以确定特定神经系统的破坏是否解释了自闭症症状中所见的可变性。例如,她认为具有高焦虑的自闭症的人将有更多的皮质连接到Amygdala,这是处理情绪的深脑区域。

最大的未答复问题涉及人们在电路和遗传学中的人们之间的差异。幸运的是,最近的技术进步加速了成像,遗传和其他自闭症研究领域的工作。MinShew预计研究以同样的速度继续。

“如果我们在过去三到五年中,我们可以在接下来的三到五年中取得重大进展,那将是惊人的,”她说。

参考:


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  10. Hardan A.Y.et al。BIOL。PyschiaTry.EPUB领先于印刷品(2009年)PubMed

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