新的腦成像和計算機模擬預測自閉癥大腦活性和行為
目前,，來自Carnegie Mellon University's Marcel研究部分解釋了自閉癥的奧秘,，為科學家開發(fā)自閉癥的干預和療法提供了明確的目標,。
自閉癥一直是科學之謎，主要是由于其癥狀多樣化和癥狀之間看似沒有聯(lián)系的相關性,。
在發(fā)表在Neuroscience and Biobehavioral Reviews雜志上研究中,，Just和他的團隊用腦成像技術和數學模型揭示了自閉癥的人大腦白質束發(fā)生了什么改變，以及這些改變是如何能影響大腦功能的,。大腦白質束連接功能的不足會影響大腦之間信號的傳播速度,。
迪特里希學院人文及社會科學大學的腦成像中心主任、心理學教授Just說：白質束是人大腦中的“無名英雄”,。在孤獨癥患者中我們可以評價白質束的質量（好壞）,，我們的數學模型可以預測白質束是如何協(xié)調大腦活動的。這使我們精確了解是什么影響了自閉癥患者的大腦思維,。
這些研究結果的基礎是2004年相當有影響力的“自閉癥額后underconnectivity理論” （Frontal-Posterior Underconnectivity Theory of Autism）,，該理論首次發(fā)現(xiàn)并解釋在自閉癥中額葉和腦后部區(qū)激活的同步性是低的。從那時起,，Just和他的團隊用更先進的成像技術特別是白質束擴散成像技術和先進的數學模型發(fā)現(xiàn),，自閉癥的白質束也改變了。他們使用數學模型,，在孤獨癥個體中能將連接額葉和腦后部區(qū)的質量較差的白質束與額葉和后部區(qū)域較差的同步性相聯(lián)系起來,。
通過數學模型模擬對應額葉和后部腦區(qū)之間的協(xié)調活動，能夠解決一些問題如Tower of London（在額葉功能神經心理測試中經常出現(xiàn)）,。該模型可以操縱額葉和后部區(qū)域之間的通信帶寬（也即同步性）,。結果發(fā)現(xiàn)校正模型可以預測人大腦激活區(qū)域間的同步性、額葉后的通信帶寬以及個別白質束的質量,。
Just解釋說：大腦對信息的加工是由大腦各區(qū)域網絡相互作用的,，其中有些是大腦前部的，其中一些是后部的,。自閉癥可能是由前后額連接異常造成的,。同樣,，語言理解障礙也是由大腦額葉和后部區(qū)域的網絡連接異常所引起的。
Just補充說：“這就告訴我們自閉癥的問題在哪里,，我們現(xiàn)在可以專注于設計療法去嘗試改善白質束,，我們已經證明通過行為干預能改善白質束”。
在2009年發(fā)表的開創(chuàng)性研究中,，Just和他的同事第一次發(fā)現(xiàn)閱讀障礙兒童的腦白質束損害通過療法是可以修復的,。他們的成像研究表明治療后，腦白質束質量提高,，個別兒童的閱讀表現(xiàn)也提高了,。
Just說：“這項新研究和模型提出了修改人大腦的思路方式，并可能幫助患有自閉癥的人,。同時研究也指出自閉癥的可能起因”。
除自閉癥外,，這些發(fā)現(xiàn)對其他精神疾病也有意義,，如精神分裂癥、阿爾茨海默氏病等白質束缺陷的疾病,。（生物谷：Bioon）
doi:10.1016/j.neubiorev.2012.02.007
PMC:
PMID:
Autism as a neural systems disorder: A theory of frontal-posterior underconnectivity.
Marcel Adam Just, Timothy A. Keller, Vicente L. Malave, Rajesh K. Kana, Sashank Varma.
The underconnectivity theory of autism attributes the disorder to lower anatomical and functional systems connectivity between frontal and more posterior cortical processing. Here we review evidence for the theory and present a computational model of an executive functioning task (Tower of London) implementing the assumptions of underconnectivity. We make two modifications to a previous computational account of performance and brain activity in typical individuals in the Tower of London task (Newman et al., 2003): (1) the communication bandwidth between frontal and parietal areas was decreased and (2) the posterior centers were endowed with more executive capability (i.e., more autonomy, an adaptation is proposed to arise in response to the lowered frontal-posterior bandwidth). The autism model succeeds in matching the lower frontal-posterior functional connectivity (lower synchronization of activation) seen in fMRI data, as well as providing insight into behavioral response time results. The theory provides a unified account of how a neural dysfunction can produce a neural systems disorder and a psychological disorder with the widespread and diverse symptoms of autism.
