基于功能性近红外光谱(fNIRS)的注意缺陷/多动障碍(ADHD)家族风险与婴儿期额顶连通性改变及幼儿期ADHD相关行为的初步关联研究

《Frontiers in Neuroscience》:Familial risk for attention-deficit/hyperactivity disorder and related behaviors in toddlerhood are preliminarily associated with altered frontoparietal development in infancy measured by functional near-infrared spectroscopy

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月20日 来源:Frontiers in Neuroscience 4.0

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  引言:注意缺陷/多动障碍(ADHD)是一种常见的儿童神经发育障碍,与终生范围内的功能损害相关。已发现ADHD儿童存在脑成熟延迟。对于具有ADHD家族风险的儿童,这些延迟可能早在婴儿期即存在,并可通过功能性近红外光谱(fNIRS)检测。本研究检查了高、低ADHD

  
引言:注意缺陷/多动障碍(ADHD)是一种常见的儿童神经发育障碍,与终生范围内的功能损害相关。已发现ADHD儿童存在脑成熟延迟。对于具有ADHD家族风险的儿童,这些延迟可能早在婴儿期即存在,并可通过功能性近红外光谱(fNIRS)检测。本研究检查了高、低ADHD家族风险婴儿功能连接(functional connectivity)的纵向变化及其与幼儿期ADHD相关行为的关联。方法:参与者为44名婴儿,其中半数因父母ADHD而处于高家族风险,分别在8–10个月和12–14个月龄时评估。研究人员使用fNIRS在低认知负荷注意任务中测量额叶和顶叶区域的血流动力学激活。在幼儿期,即18–30个月龄,父母使用儿童行为量表(CBCL)评定ADHD相关行为。结果:在整个样本中,纵向fNIRS分析显示额叶连通性增加,且两个时间点之间出现显著的左侧化偏移。与低风险同龄者相比,高风险儿童表现出更大的额顶连通性增加,并在左侧背外侧前额叶皮层(dlPFC)与右侧顶叶连通性中观察到分化轨迹。父母报告的注意症状越严重,总体上与额顶连通性增加相关。讨论:尽管大多数发现未通过多重比较校正,这些发现提示,家族性ADHD风险和早期ADHD相关行为可能与生命第一年内非典型额顶和额叶网络发育相关,突显fNIRS作为识别ADHD风险早期神经标志物的潜在工具,可用于识别哪些婴儿可能从早期预防性干预中获益。
注意缺陷/多动障碍(ADHD;一种常见儿童神经发育障碍)与终生功能损害相关,患儿存在脑成熟延迟,且这些延迟可能在婴儿期即可被功能性近红外光谱(fNIRS;非侵入性光学神经成像)检测。既有研究关注高家族风险婴儿的早期神经信号,但婴儿期额顶网络纵向变化及其与幼儿期ADHD相关行为的关联仍需检验。为此,研究人员利用父母伴或不伴ADHD的婴儿队列,评估生命第一年内功能连接(functional connectivity;脑区间活动同步性)变化,并追踪幼儿期行为,以寻找ADHD风险早期神经标志物,为早期预防性干预提供依据。该研究提示,家族风险和早期ADHD相关行为可能与额顶及额叶网络非典型发育相关,fNIRS具有识别早期风险标志物的潜力。

关键技术方法(不超过250字):样本来自New(born) Pittsburgh ADHD Risk in Infancy Study(PARIS)纵向队列,最终纳入44名婴儿。父母ADHD状态采用Conners成人ADHD诊断访谈(CAADID)确定。婴儿在8–10个月和12–14个月龄时完成两次相同实验室评估,观看Inscapes 7分钟抽象电影以降低认知负荷,同时用fNIRS采集额叶和顶叶血流动力学信号。使用四源十探测器帽,覆盖前额叶、额叶眼动区(FEF)和后顶叶。数据经重采样、光密度转换、改良Beer–Lambert定律转换为氧合血红蛋白(HbO)和脱氧血红蛋白变化,并用自回归稳健Pearson相关估计功能连接,随后采用线性混合效应模型及非参数bootstrap分析。幼儿期18–30个月龄用儿童行为量表(CBCL)评定ADHD相关行为。

研究结果:
3.1 生命第一年内神经连通变化:纵向fNIRS分析显示,从8–10个月到12–14个月,左dlPFC–左FEF以及左右dlPFC之间连通性增加,右FEF–右顶叶连通性下降。研究人员据此认为,生命第一年内左侧额叶网络连通增强,右侧额顶连通降低,可能反映额叶网络半球专门化的早期出现。
3.2 按ADHD家族风险分组的纵向连通轨迹差异:高家族风险儿童从第一次到第二次评估,左dlPFC与背侧注意网络(DAN;参与自上而下注意控制)成分包括左FEF和右顶叶的连通性增加,但双侧FEF间半球间连通下降。低风险儿童双侧dlPFC内连通增加,并呈混合额顶模式,即左dlPFC–右顶叶下降、右FEF–左顶叶增加。组间直接比较显示,高风险儿童在左FEF/左dlPFC与右顶叶以及左FEF–左dlPFC的连通变化大于低风险儿童;其中左dlPFC–右顶叶差异经假发现率(FDR)校正后仍显著(q=0.025),高风险儿童增加而低风险儿童下降,提示两组dlPFC–DAN网络成熟路径不同。最大组间差异见于左dlPFC–FEF(R=0.30)。
3.3 按ADHD家族风险分组的幼儿ADHD相关行为:父母报告显示,高风险组幼儿CBCL ADHD问题得分高于低风险组(高风险:M=4.0,SD=2.8;低风险:M=1.7,SD=1.5;t=3.492,p=0.001)。仅一名高风险儿童达到边缘/临床范围。
3.4 婴儿神经连通性与幼儿ADHD相关行为的关联:ADHD相关行为较多与额顶连通增加相关,包括右顶叶–左dlPFC连通增加(R=0.019),右FEF–dlPFC连通随注意症状增加;左FEF–右dlPFC半球间连通随症状增加而下降。这些关联未通过FDR校正,但与家族风险组结果方向一致,提示婴儿期额顶高连通可能与早期ADHD相关行为共享神经基础。

讨论部分总结:该研究提供初步证据,表明生命第一年内额顶和额叶网络存在发育变化,并可能与ADHD家族风险及幼儿期ADHD相关行为有关。最稳健的发现是高危婴儿左dlPFC–右顶叶连通随发育增加,且该效应唯一通过多重比较校正。纵向分析显示额叶眼动区与前额叶区域连通增加,支持第一年后半段dlPFC–DAN连通增强及左侧化趋势。高风险婴儿表现更大幅度的dlPFC–DAN连通增加,研究人员将其解释为可能的早期补偿性募集;低风险婴儿的下降可能反映网络分化。幼儿期ADHD相关行为较多者也与婴儿期额顶连通增加相关,提示维度性症状与家族风险可能共享神经基础。研究优势包括纵向设计、两个婴儿期时间点、fNIRS应用以及父母ADHD全面诊断访谈。局限包括样本量较小、仅一个效应通过多重比较校正、婴儿功能连接组不稳定、评估为年龄范围而非精确年龄、家族风险不等同于诊断,且幼儿行为测量早于ADHD诊断。未来需更精确发育时间点和追踪至童年中期。

研究结论翻译:尽管大多数发现未通过多重比较校正,这些发现提示,家族性ADHD风险和早期ADHD相关行为可能与生命第一年内非典型额顶和额叶网络发育相关,突显fNIRS作为识别ADHD风险早期神经标志物的潜在工具,可用于识别哪些婴儿可能从早期预防性干预中获益。本研究结果促进了对注意网络中功能连接如何与家族风险和早期ADHD相关行为相关的理解,为可能指导未来早期干预的ADHD风险潜在神经标志物提供了见解。
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