基于EEG微状态的孤独症谱系障碍儿童静动态脑功能网络差异及经颅直流电刺激调控研究

《Brain and Development》：EEG microstate-based static and dynamic brain functional network differences in autism spectrum disorder children and tDCS interventional modulation

本研究创新性地结合EEG微状态分析与静动态脑功能网络建模，揭示孤独症谱系障碍（ASD）儿童存在微状态A/D功能连接异常及全脑动态连接减弱特征（分类准确率达96.33%），并首次证实经颅直流电刺激（tDCS）可调控左背外侧前额叶皮层（DLPFC）改善ASD患儿脑网络连接模式，为ASD神经机制解析和精准干预提供新思路。

　　

Highlight

本研究通过EEG微状态分析，从亚秒级时间尺度系统揭示了孤独症谱系障碍（ASD）儿童与典型发育（TD）儿童在静动态脑功能网络上的差异，并评估了经颅直流电刺激（tDCS）的干预效果。

Experimental design

实验纳入两组儿童：第一组为36名ASD儿童（年龄4.54±1.59岁）和36名TD儿童（年龄4.29±1.72岁）；第二组将52名ASD儿童随机分为tDCS实验组（n=26，年龄6.35±1.76岁）和对照组（n=26，年龄6.52±1.72岁）。两组ASD样本独立无重叠。

Microstate temporal features

与TD组相比，ASD组微状态D的覆盖率（p<0.01）和出现率（p<0.001）显著增高（图3）。

Differences in static and dynamic brain functional networks of microstates

如图4所示，ASD组在所有四种微状态的静态脑功能网络中均表现出显著差异（p*<0.05）。具体而言，ASD组微状态D的功能连接显著高于TD组，而微状态A的连接显著降低。动态功能网络分析显示，ASD组在全脑范围内微状态A/B/C/D的动态连接均显著减弱。基于这些特征构建的支持向量机（SVM）分类模型准确率达96.33%。

Discussion

研究发现ASD患儿微状态D（注意定向网络）功能连接增强可能反映过度警觉状态，而微状态A（语言处理网络）连接减弱与其社交障碍相关。tDCS干预后，ASD患儿微状态A/C静态连接及A/B/D动态连接呈现正常化趋势，提示左DLPFC靶向刺激可能通过调节大尺度神经网络同步性改善ASD核心症状。

Conclusion

本研究首次整合EEG微状态与静动态网络分析，证实ASD患儿存在特异性的脑功能网络异常模式，且tDCS干预可诱导其脑网络连接趋向正常化，为ASD的客观诊断和神经调控治疗提供了重要依据。