自闭症谱系障碍大脑结构与功能耦合的层次性紊乱及症状严重程度关联

《Communications Biology》：Hierarchical distortions in structure-function coupling linked to multiscale neurobiological characteristics in autism

　　

摘要

自闭症谱系障碍与大脑连接性的广泛变化有关，但结构和功能网络是如何共同重组的仍不清楚。本研究显示，自闭症与结构-功能耦合的改变有关，尤其是在感觉系统和关联系统的层次组织方面。利用91名自闭症患者和67名正常发育对照者的脑成像数据，我们使用黎曼优化方法从结构网络中建模功能连接性，并检查了多个层级之间的通信情况。在生成的模拟网络中，两组在较低通信层级上的层次组织相似，但随着通信跨越更多层级，自闭症组的层次组织差异性减小。这些变化与兴奋/抑制机制的改变、神经递质分布、基因表达以及多感官处理过程相关。我们还发现了涉及丘脑和壳核的非典型连接模式。重要的是，更严重的层次结构紊乱预示着更严重的自闭症症状，从而将宏观网络组织与神经生物学和行为表现联系起来。这些发现强调了层次结构-功能耦合作为理解自闭症生物学和行为特征的潜在框架的作用。