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近紅外研究：自閉癥患兒在社交手勢任務(wù)中相關(guān)皮層激活的差異

  • 發(fā)布日期：2024-04-02
  • 閱讀量：1817
  • 來源：依瑞德集團

2024年4月2日是第17個“世界自閉癥關(guān)注日”，發(fā)布于2019年的《中國自閉癥教育康復(fù)行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r報告》顯示：我國自閉癥發(fā)病率達(dá)0.7%，自閉癥譜系障礙人群超過1000萬。在這1000萬人群中，0-14歲兒童約有300-500萬人。


自閉癥譜系障礙(ASD)是一種廣泛性發(fā)展障礙，其主要體現(xiàn)在異常的語言能力、異常的交往能力、狹窄的興趣以及固執(zhí)的行為模式。ASD兒童在社交過程中往往存在手勢交流困難，但是目前涉及手勢交流的神經(jīng)機制研究仍然較少，近紅外腦功能成像技術(shù)(functioanl near infrared spectroscopy,fNIRS)作為新興的無創(chuàng)腦功能檢測手段被大量用于兒童腦功能檢測。



一、研究目的
本文介紹的研究對ASD患兒進(jìn)行社交手勢訓(xùn)練并利用fNIRS收集不同任務(wù)時其相關(guān)腦區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，探索自閉癥兒童在執(zhí)行任務(wù)時特定腦區(qū)的功能活動特點。



二、研究過程


受試者：該研究共納入32人，隨機分為ASD組（15人），健康對照組（TD組）17人，并使用霍林斯黑德社會經(jīng)濟地位四因素指數(shù)(SES-Child)、社會交流問卷(SCQ)、自閉癥診斷觀察量表第二版(ADOS)等進(jìn)行評估，基線情況詳見表1。

表1 ：受試者基線期評估情況


交際手勢任務(wù)：

（1）Watch：兒童觀察成人測試者做出的手勢；

（2）Do：給兒童繪有手勢的卡片，讓兒童反復(fù)向測試人員做出與圖片相應(yīng)的手勢；

（3）Together：指揮兒童模仿測試人員的手勢并重復(fù)。


實驗中使用了六種常見的社交手勢。每次測試后都會問兒童關(guān)于手勢含義的問題。此外，還使用了感覺統(tǒng)合與運用能力測驗(SIPT-PP)來評估兒童的實踐表現(xiàn)，具體見圖1。 


 圖1 B.使用的社交手勢  C.具體任務(wù)流程、三種任務(wù)時間間隔安排


fNIRS數(shù)據(jù)收集：使用雙波長分頻采集技術(shù)的fNIRS設(shè)備，將兩組3×3探頭安放在雙側(cè)額葉、頂葉和顳葉區(qū)。具體通道空間配準(zhǔn)如圖2。


圖2 通道空間配準(zhǔn)圖，MIFG = 中下額回，

MSTG = 中上顳回；IPL = 下頂葉



三、研究結(jié)果


姿勢練習(xí)和交際手勢表現(xiàn)：與TD兒童相比，ASD兒童在SIPT-PP測試的姿勢實踐子測試中空間和調(diào)制錯誤更多（p<0.05；圖3a,b）。在交際手勢任務(wù)中，與TD兒童相比，ASD兒童在時間和空間方面錯誤率更高（p<0.001，圖3c,d）。


圖3 SIPT-PP測試中的空間誤差(a)和調(diào)制誤差(b)，以及交際手勢任務(wù)中Do和Together條件下的空間誤差(c)和時間誤差(d)。*表示組間存在顯著差異(p<0.05)


半球間差異：兩組在社交手勢任務(wù)中都表現(xiàn)出左側(cè)明顯激活的特點。TD組表現(xiàn)為左側(cè)MIFG和MSTG區(qū)域明顯激活，而ASD組僅在左側(cè)IPL區(qū)域明顯激活，具體如圖4。


圖4 兩組兒童任務(wù)期間左右半球相關(guān)腦區(qū)HbO濃度差異


社交手勢任務(wù)下大腦皮層興奮性特點：ASD組在Wacth和Together任務(wù)中MIFG激活非常明顯；在Do任務(wù)中，ASD組較TD組的MSTG激活水平更低，具體如圖5。


圖5 兩組在Watch、Do、Together任務(wù)過程中MIFG、MSTG、IPL的激活情況



四、研究結(jié)論


fNIRS數(shù)據(jù)顯示：與TD組相比，ASD組在觀察和模仿手勢的過程中MIFG和IPL表現(xiàn)出高程度激活，而在手勢產(chǎn)生過程中MSTG表現(xiàn)出低程度激活。其中，相較于ASD組通過手勢圖片學(xué)習(xí)，其在主動模仿測試人員手勢的過程中，能觀察到MSTG高度激活，這說明在社交手勢任務(wù)中進(jìn)行主動學(xué)習(xí)的重要性。


同時此研究也具有一些局限性，比如采用的fNIRS設(shè)備通道數(shù)較少限制了檢測腦區(qū)的范圍，樣本量較少等，有待后續(xù)進(jìn)一步研究。


? 參考文獻(xiàn)：

[1]Su WC, Culotta M, Mueller J, Tsuzuki D, Bhat AN. Autism-Related Differences in Cortical Activation When Observing, Producing, and Imitating Communicative Gestures: An fNIRS Study. Brain Sci. 2023 Sep 4;13(9):1284. doi: 10.3390/brainsci13091284. PMID: 37759885; PMCID: PMC10527424.