近日,卡内基梅隆大学认知脑成像中心的研究团队利用一种新型脑成像技术——弥散张量成像(DTI),发现自闭症患者脑中的白质纤维的结构完整性明显低于正常人。这一发现为理解自闭症脑部解剖差异与信息处理方式的关系提供了新的证据。
弥散张量成像通过追踪水分子在脑组织中的运动,评估白质的结构完整性。正常情况下,水分子沿着神经纤维的方向扩散,纤维的有序排列和髓鞘包覆有助于加快神经信号的传导。而在自闭症患者中,研究发现水分子的扩散更为分散,尤其在胼胝体区域——连接大脑两个半球的重要神经纤维束,表现出明显的结构异常。这表明白质纤维的密度、组织的有序性以及髓鞘的包覆程度都存在缺陷。
卡内基梅隆大学认知脑成像中心主任、研究论文的共同作者马塞尔·贾斯(Marcel Just)指出:“白质完整性的降低可能是自闭症表现出狭隘思维和思维流不连贯的神经基础。”他还补充道:“这些新发现支持一种关于自闭症的理论,即脑区之间的连接不足。”
早在2004年,贾斯及其团队就提出了“连接不足”理论,基于他们发现白质异常,暗示脑区间缺乏协调。这一理论也解释了自闭症的一个矛盾:一些自闭症患者在某些技能上表现正常甚至优越,但在其他认知功能上存在明显障碍。去年夏天,贾斯带领团队首次发现脑区同步异常与白质异常密切相关,胼胝体的某些部分似乎在限制脑区之间的同步作用。研究显示,白质的解剖连接性与脑区的功能连接性(即同步程度)呈正相关,而在自闭症越严重的患者中,这种同步性越低。
这些研究连同最新的论文,共同描绘了自闭症患者脑部的整体图景:其神经元组件的协作明显低于正常水平,且在结构上更依赖后部区域,前额叶区域的连接和功能表现出明显不足。最新的DTI研究还发现,部分前后脑连接纤维束存在异常,进一步验证了前后区域协调性的降低。
贾斯形象地比喻:“自闭症患者的脑部运作更像是一场即兴演奏,而非完整的交响乐。”
此次研究由卡内基梅隆大学认知脑成像中心的拉杰什·K·卡纳(Rajesh K. Kana)和蒂莫西·A·凯勒(Timothy A. Keller)共同合作完成,得到了国家儿童健康与人类发展研究所的支持。
联系方式:乔纳森·波茨(Jonathan Potts)
来源:卡内基梅隆大学