Cognitive Neurodynamics | 深圳先进院蔚鹏飞课题组提出基于本能恐惧范式的孤独症谱系障碍诊断脑电指标
by WEI Lab | 2022-07-29
精神障碍能否有效诊断和治疗是Science发布的全世界最前沿的125个科学问题之一。孤独症谱系障碍作为其中一种常见的精神障碍，它的诊断目前仅依赖于主观临床量表，对于孤独症谱系障碍儿童早期诊断客观标准的研究尚显不足。孤独症谱系障碍儿童对外部世界的适应的种种情绪和行为的问题暗示着他们对于外界危险刺激所诱发的本能恐惧反应与正常儿童会有较大的区别，而这种差异将有助于我们找到一种可靠的临床神经生物标记物来做稳定的早期筛查。
图1 文章上线截图
2022年，中国科学院深圳先进技术研究院（以下简称“深圳先进院”）脑认知与脑疾病研究所（以下简称“脑所”）蔚鹏飞研究员和王立平研究员的团队，与深圳市康宁医院卢建平团队合作。在Cognitive Neurodynamics在线刊出了题为“Oscillatory biomarkers of autism: evidence from the innate visual fear evoking paradigm”的文章。该研究首次在人上探索了本能恐惧实验范式下的神经振荡机制及其在孤独症谱系障碍临床早期筛查诊断中的应用，提出了一种新的脑电诊断指标。
图2 受试者和实验范式
在这个研究中，研究者主要使用脑电设备记录正常儿童（TD组）和孤独症谱系障碍儿童（ASD组）的脑电信号，被试（图2左）需要盯住屏幕中间的注视点，在注视点左侧或者右侧会随机出现三种条件【Looming, Far和Miss（图2右）】之一的视觉刺激。研究者对脑电信号进行时频分析后，发现TD组在Looming条件时，大脑后部电极的alpha振荡活动受到了极大抑制，然后在ASD组却变化不大（图3）。通过对于不同位置电极的脑电数据进行分析后，这样的显著性差异主要是在中后脑部。
图3 ASD和TD组在Looming刺激下的时频结果比较
最后，研究人员研究了alpha频段抑制的这种显著差异是否是由Looming刺激所造成的本能恐惧而引起的。因此，他们分析另外两种控制条件（Far和Miss）下的脑电反应。在TD组三种实验条件下的相对功率谱中，我们发现在Looming条件下对alpha频段活动的抑制显著强于其他两种对照条件（图4）。这种差异出现在大脑后部区域。然而，在自闭症组，三种实验条件之间没有发现显著差异。
图4 TD组不同刺激类型的alpha抑制强度比较
本篇文章所展示的这种方法是一种新的、客观的方法来早期检测孤独症谱系障碍（尤其是对于语言障碍患者）。而这种新的脑电特征，也为我们进一步在临床通过神经调控实现干预，提供了新的潜在的靶点。
本工作受国家脑计划重大项目《社交障碍的神经环路机制及其干预研究》的资助。深圳先进院脑所韩传亮博士、科研助理郭铭柔和深圳康宁医院柯晓殷医师为本篇文章的共同第一作者；脑所王立平研究员、蔚鹏飞研究员和深圳康宁医院的卢建平主任为本文的共同通讯作者；脑所科研助理曾兰婷也为此工作做出了重要贡献。