受损的大脑活动协调在自闭症涉及本地以及远程信号

Martinos中心的一项研究基础生物医学成像在马萨诸塞州总医院(MGH)发现,当地的大脑的功能连通性——的程度在一个小的大脑区域的活动似乎是协调,减少自闭症谱系障碍(ASD)。虽然已经认识好几年了,大脑的不同区域之间的功能连通性在ASD减少,它被假定本地功能连通性是更高的自闭症个体的大脑中。

“功能连通性反映连接中实际发挥作用在大脑皮层的处理信息,”塔尔Kenet说博士Martinos中心,不过该研究的通讯作者出现在PNAS在线早期版本。“想象一下大脑就像一个交响乐团。当小提琴与木管乐器和协调与中提琴喇叭,乐团将在和谐——这是一个版本的远程连接。本地功能连通性是专注于小提琴和是否一起玩。

“关于自闭症通常被认为是“乐团”不是很好协调之间的部分,但“工具”在部分相互高度配合,就像他们在自己的独立于其余的乐团。我们发现,相反,甚至在部分时间是。就像每个小提琴演奏不仅独立于其余的乐团,而是来自其他小提琴。”

因为涉及的距离附近的神经元或团体之间的交流神经元在毫米厘米,已经很难通过非侵入性成像方法研究本地连接。当前的研究利用大脑的活动显示以前的侵入性研究,以反映当地沟通——所谓的嵌套的振动测量,它发生在一个特定的大脑节律影响的一个方面的不同方面另一个大脑的节奏。在这种情况下他们专注于相位振幅耦合,在这一阶段的低频节奏变化的振幅高频节奏,通过测量脑磁图描记术(MEG),一种成像技术,检测到的位置以及与高精度的大脑活动的时机。

研究小组使用梅格测量本地相位振幅耦合和长范围的协调大脑节律在17个年轻男子被诊断为孤独症患者和20个志愿者与典型的神经发育历史。功能连通性测量参与者观看了中性的表情,面部表情——愤怒或恐惧控制,图像的房屋。

当地的功能连通性测量大脑的一个区域被认为是重要的识别面孔,而远程连接是由寻找脑节奏之间的协调和其他面部识别区域,更遥远地区的皮层。结果得分统计措施:基于两个本地连接,相位振幅耦合在人脸识别领域是否当参与者将面临比当他们看房子,和远程连接,是否存在不同的节奏是如何监控区域与人脸识别的区域,同时查看两种类型的图像。

正如预期的那样,正常发展的参与者更大的远程功能连通性——反映在增加脑节奏之间的通信监控领域——比参与者患有自闭症。然而,与先前的假设相反,参与者自闭症谱系障碍也减少了当地的功能连通性,相位振幅耦合在他们并未增加面部识别区域同时观看面部图像。此外,当地的功能连通性在相同的程度上减少远程连接减少,和更大的削减是在参与者的自闭症症状更严重。结合本地和远程功能连通性的措施是90%准确区分自闭症参与者和那些正常发展。

哈佛大学医学院的神经病学的教练,Kenet指出,其他的研究需要调查当地功能连通性上下文如记忆和语言,更好地了解相位振幅耦合的机制是必要的。”这样的工作必须完成创在动物模型中,”她解释说。”,但如果我们能找出一种干扰相位振幅耦合在自闭症动物模仿我们所看到的,这可能是一个重要的线索是什么地方出错了自闭症谱系障碍。此外,调查是否中断相位振幅耦合发生在自闭症儿童可能会导致我们早期诊断的生物标志物。”