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为探究自闭症和精神分裂症谱系障碍(SSD)患者大脑活动与社会认知的关系,研究人员对 495 名参与者进行功能性磁共振成像计算 fALFF。结果发现 SSD 和自闭症患者视觉区 fALFF 较低、额叶较高,且个体变异性更高。该研究揭示了二者的神经生物学共性。
在神经科学的研究领域中,自闭症谱系障碍(Autism Spectrum Disorders,简称自闭症)和精神分裂症谱系障碍(Schizophrenia Spectrum Disorders,SSD)一直是备受关注的难题。这两种疾病均影响约 1% 的人口,且有着相似的临床表现,其中社会认知障碍尤为突出。社会认知,即个体对社会刺激的感知、处理和回应能力,在这两类患者身上出现了不同程度的受损,严重影响其生活功能。
以往对自闭症和 SSD 的研究,在低频振幅波动(Fractional Amplitude of Low - Frequency Fluctuation,fALFF)这一衡量静息态自发脑活动的指标上,结果却参差不齐。有的研究发现 SSD 患者在某些脑区的 fALFF 增加,而另一些研究则显示减少;自闭症患者的相关研究结果同样存在差异。而且,关于 fALFF 与社会认知表现之间的关联研究较少,结论也并不统一。此外,个体间变异性在这两种疾病中的研究也刚刚起步,但已有研究提示其可能是重要的生物学标记。
为了深入探究这些问题,来自加拿大成瘾与心理健康中心(Centre for Addiction and Mental Health,CAMH)、美国马里兰精神病研究中心(Maryland Psychiatric Research Centre,MPRC)和美国扎克希尔赛德医院(Zucker Hillside Hospital,ZHH)等机构的研究人员开展了一项大规模的跨诊断研究。该研究成果发表在《Biological Psychiatry: Cognitive Neuroscience and Neuroimaging》上。
研究人员从两个协调的研究方案中招募了 578 名符合条件的参与者,最终纳入分析的有 185 名典型发育对照者(Typically Developing Controls,TDC)、68 名自闭症患者和 242 名 SSD 患者。研究用到的主要关键技术方法包括:利用功能性磁共振成像(Functional Magnetic Resonance Imaging,fMRI)技术,计算参与者大脑在两个特定频率带(slow - 4:0.027 - 0.073Hz 和 slow - 5:0.01 - 0.027Hz)的 fALFF 值,该值通过特定频段信号功率与剩余频谱功率归一化得到;采用排列线性模型分析,探究 fALFF 与诊断组、高低层次社会认知之间的关系;定义每个参与者 fALFF 图谱与其他所有人的平均距离为变异性分数,以此衡量个体变异性。
研究结果主要有以下几方面:
- 不同组 fALFF 差异:与 TDC 相比,SSD 和自闭症患者在视觉区域的 fALFF 较低,而在额叶区域的 fALFF 较高。在楔叶区域,自闭症和 SSD 患者之间仅存在有限差异。这表明在大脑的视觉和额叶区域,自闭症和 SSD 患者的静息态自发脑活动模式与正常人存在明显不同,且二者之间也有一定相似性。
- fALFF 与社会认知的关联:在整个样本中,slow - 4 fALFF 与外侧枕颞叶和颞顶联合区的高级社会认知分数存在关联。这意味着特定频率带的 fALFF 与大脑特定区域的高级社会认知功能密切相关,为理解社会认知的神经机制提供了新线索。
- 个体变异性差异:自闭症和 SSD 组内的个体变异性显著高于 TDC 组。这进一步证实了个体变异性在这两种疾病中的特殊性,提示其可能作为潜在的生物学标记,用于区分患者与正常人。
研究结论表明,自闭症和 SSD 在 fALFF 模式和个体变异性方面存在相似之处,这暗示了这两种相关的异质性疾病可能具有一些共同的神经生物学特征。这一研究意义重大,不仅有助于深入理解自闭症和 SSD 的神经生物学机制,为后续研究提供了重要方向,还有可能为疾病的早期诊断和干预提供新的生物学指标和理论依据。未来,基于这些发现,或许能够开发出更具针对性的治疗策略,改善患者的社会认知功能和生活质量。