详解自闭症的大脑结构改变

来源:原创 Angie Voyles 小丫丫自闭症 2021-01-25 22:22

前   言

相信每个自闭症家庭都急切地想弄清楚,孩子的小脑瓜里到底发生了什么?然而,目前的科学研究对这此还没有统一的答案,译者也咨询过不少临床医生和科研工作者,得到的答复也非常不一样。唯一可以确定的是,自闭症儿童的脑部结构可能真的与常人不同,谱系上不同程度的孩子会呈现出“千人千面”的变化。因此,当前的自闭症诊断也并不把大脑结构变化当作一个指标进行考量。但是,这并不妨碍我们来了解一些常见的自闭症脑部结构的改变,我们也希望把这样一个艰深的话题在中文语境里做一个详细的讨论。或许随着科技的突破发展,我们终有一天会接近真相!

最后重申一下,正是因为没有统一的自闭症大脑结构的改变,当前一些打着针灸、按摩、电疗,甚至手术治疗自闭症的方法都是缺乏科学依据的,希望广大家长擦亮双眼,谨防上当!

——望望同学

作者简介

Angie Voyles Askham

Angie Voyles Askham是Spectrum团队中,专门报道自闭症研究的记者。在2020年加入Spectrum之前,Angie是西雅图的一位广播记者。Angie也在学术期刊领域工作过,包括《自然》杂志的市场和新闻部门。Angie获得纽约大学神经科学博士。

引      言

自闭症是一种神经发育障碍。尽管它是根据两种核心症状的表现诊断而来的:狭隘兴趣和重复刻板行为,以及社交互动和交流的困难,但这些特征被认为是由于大脑不同部位的形成和连接方式发生的改变而产生形成的。

尚无研究表明一种“特异性”的自闭症大脑结构,这意味着每个自闭症人士并不会呈现出单一的变化模式。一般而言,对大脑结构的研究通常会得出不同的结论,并且个体之间的差异巨大。但是,在某些自闭症亚型人群中,开始显示一些相同的变化趋势。这些差异在将来也许有助于理解某些自闭症人士的大脑功能,还有可能为特定自闭症亚型的个人提供个别化的干预。

以下就是我们所知的自闭症与非自闭症人士的大脑结构差异。

自闭症和非自闭症人士的

    哪些大脑区域的结构不同?

利用磁共振成像(MRI)的大脑扫描技术,研究结果凸显了自闭症人士的一些截然不同的大脑结构区域。

海马体是大脑中负责形成和存储记忆的区域,众多研究表明,自闭症儿童和青少年经常有海马体增大的表现,但尚不清楚这种差异是否会持续到青春期和成年期。

尽管不同实验室的结果依然相互矛盾,但是大脑中杏仁核大小,在有自闭症和没有自闭症的个体中似乎也有所不同,(译注:杏仁核,也称杏仁体,是主要负责情绪记忆的产生、识别和调节的脑部组织)。一些研究者发现,自闭症人士的杏仁核比普通人小,或者,如果同时有焦虑症时,杏仁核才会更小。其他一些研究却发现,自闭症儿童在发育早期已经具有增大的杏仁核,但这种差异随着时间的推移逐渐趋于不显著。

根据对17项影像学研究的荟萃分析,自闭症人士小脑的部分脑组织减少了。小脑是位于颅骨底部的脑结构,科学家长期以来一直认为小脑的主要功能是协调运动,但现在他们认识到,小脑在认知和社交互动中也起到作用。

从更全脑的角度来看,大脑外层的皮层组织的厚度,似乎在自闭症人士的大脑中有所不同。2020年的一项研究表明,这种差异可追溯到发育过程中某单一类型的神经元变化。

这些结构差异在发育过程中是如何变化?

多项研究发现,在一些后来被诊断有自闭症的婴儿中,他们大脑的某些区域的生长异常的快。

与非自闭症同龄人相比,自闭症儿童在6到12个月大时,其大脑皮质表面积的扩张速度明显更快。两岁左右,自闭症儿童的大脑容量增长显著快于非自闭症儿童。

这些结果支持了早期的研究发现,即一部分自闭症人士的头和大脑更大一些:甚至可以在出现自闭症特质之前,在婴儿期和幼儿期,自闭症儿童的大脑皮质似乎扩张得太快了。而普通人群中,大脑在儿童晚期继续增大。达到成年后,他们的大脑皮质开始逐渐萎缩。相比之下,一些自闭症人士的大脑在20多岁之前,就开始了过早萎缩。

脑脊液是指包围脑组织的液体(译注:脑脊液给大脑提供营养和支持)。与非自闭症的同伴相比,一些后来被诊断有自闭症的孩子,也存在着过量的脑脊液,这也可能导致他们的头部增大。脑脊液更多的个体,他们的自闭症特质也会更加明显。过多的脑脊液在(自闭症儿童)6个月大时就有可能出现,并可能一直持续到3岁。

大脑脑区之间的连接结构是怎么样的?

大脑白质是由连接大脑不同脑区的长神经元纤维束组成的,有确凿的证据表明,自闭症人士的大脑白质也发生了改变。研究人员通常可以用扩散MRI(diffusionMRI)技术来推断白质的结构,该技术可测量整个大脑的水分子运动方式。

胼胝体是连接大脑左右两侧半球的大脑白质结构,全部或部分缺失胼胝体,有自闭症的可能性会增加或者会具有更明显的自闭症特质。胼胝体包含许多横穿整个大脑的远程连接,那些连接的损坏可能导致自闭症特质的事实,也支持自闭症源自连接(失衡)的理论。

2020年的一项研究发现,学龄前自闭症儿童在多处大脑白质的结构上显示出明显的差异。自闭症幼儿和青少年,整个大脑的白质也会出现变化。

自闭症人士的大脑结构是否存在性别差异?

目前尚不清楚。北卡罗来纳大学教堂山分校的精神病学助理教授马克·沈(Mark Shen)指出,目前,诊断出自闭症的女孩远少于男孩,因而要确定自闭症中的性别差异仍然很困难。

尽管如此,最近的一些研究发现,自闭症大脑中可能存在性别差异。2020年的一项研究表明,自闭症女孩的杏仁核比男孩的杏仁核,受到自闭症的影响更大。其他研究则表明,在自闭症女孩中,更大的杏仁核意味着更严重的情绪问题。

自闭症学龄前儿童的大脑白质变化也因性别而异:与非自闭症女孩相比,自闭症女孩的胼胝体结构完整性更高,而这种差异在男孩中则更小。

而其他的结构性差异,比如大脑增长的速度和脑脊液的总量,则没有表现出性别差异。

为什么对自闭症大脑结构的研究很重要?

由于自闭症是一种异质性状态(译注:相同疾病或者相同的临床表征,却是由不同的基因改变,或者不同染色体等位体的变化造成的),因此“当我们谈论自闭症时,我们可能谈论的是不同的生物学亚型” 沈教授说。

尽管并非每个后来被诊断有自闭症的婴儿,在6个月大时都会有过多的脑液,同样,并不是每个自闭症成年人都有一个发育不全的大脑胼胝体,但是对这些亚型信息的了解,或许有助于科研人员为自闭症人士研发基于生物学的个性化治疗方法。

此外,沈教授指出,找到结构性生物标记物,甚至可以在检测到自闭症特征行为之前,就可以以非侵入性的方式识别出自闭症的亚型,这将有助于“更早地”进行自闭症诊断。

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原文发表于美国西蒙基金会网站,小丫丫自闭症项目获得该网站授权翻译,声明如下:

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