根据周四发表的一项新研究,在简单的视觉任务中测量的大脑信号可以作为自闭症的生物标志物。
该任务测试一个人感知称为双眼竞争现象的能力。当一个人同时观看两幅图像时——左眼一幅,右眼一幅,就会发生这种情况。观看者的大脑通过抑制一种输入然后再抑制另一种输入来处理相互竞争的刺激。结果,她一次只能看到一幅图像。
研究发现,自闭症患者的大脑在图像之间切换的速度比神经正常人慢。
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“这是具体的证据,表明自闭症患者的视觉处理存在根本差异,”首席研究员Caroline Robertson说,她是新罕布什尔州汉诺威市达特茅斯大学心理学和脑科学助理教授。
研究结果也印证了一个长期以来的理论,即自闭症患者的大脑抑制活动过少。
自闭症患者通常对视觉、声音和触觉有 повышенная 反应,而这些反应的强度与患者在社交和情感处理方面的困难程度有关。然而,这种关系的生物学原因尚不清楚。
范德比尔特大学纳什维尔分校研究生院院长马克·华莱士说,这项新研究表明,大脑活动的抑制作用过少可能是这种联系的潜在原因,他没有参与这项工作。
然而,本古里安大学认知和脑科学副教授Ilan Dinstein警告说,这些发现并非结论性的,因为双眼竞争并非大脑中兴奋性和抑制性活动平衡的直接衡量标准。
神经特征:
罗伯逊的团队在 2013 年的一项研究中表明,自闭症患者在双眼竞争任务中感知图像切换的速度比神经正常人慢。罗伯逊说,这项新工作显示了“这种效应的神经特征”。
在这项新研究中,18 名自闭症成年人和 19 名神经正常成年人坐在电脑屏幕前,屏幕上左眼显示一个红色圆圈图像,右眼显示一个绿色圆圈图像。研究人员要求参与者指出他们看到的颜色,同时使用脑电图 (EEG) 测量他们的大脑活动。
自闭症和典型参与者都报告说,在脑电图信号显示他们的大脑在两种颜色之间切换时,颜色发生了变化。但脑电图显示,自闭症患者的大脑切换速度比典型人慢。
在自闭症诊断观察量表(自闭症的金标准测试)中得分最高的自闭症患者,往往切换速度最慢。
当研究人员交替呈现给双眼看的单个图像时,他们发现自闭症患者和神经正常人在脑电图活动方面没有差异。研究人员说,这表明这些发现是双眼竞争特有的,而不仅仅反映了对新图像的缓慢反应。
罗伯逊说:“仅用后脑勺的一个电极,我们就发现了竞争速度的根本差异。”
诊断潜力:
研究人员发现,分析这些脑电图读数的机器学习算法预测自闭症诊断的准确率达到 86.5%。
罗伯逊说,这种准确性与现有针对幼儿的自闭症筛查相似,例如,评估儿童凝视面部的时间长短的筛查。“这让我不禁想:如果我们把这个和一些社交标记放在一起,我们真的能 ‘王牌’ [诊断] 吗?”
罗伯逊的团队研究了几乎不需要支持的口语成人中的双眼竞争,因此尚不清楚研究结果是否适用于儿童或患有严重自闭症特征的非口语成人。
如果结果确实如此,那么该测试可能是一种有效的诊断工具,因为它易于执行,并且不需要参与者说话。它也可以用于动物研究和临床试验。
华莱士说,大脑活动与诊断测试分数之间的关联性“让我对它可以作为诊断领域中一种非常简单但非常强大的工具抱持一定程度的乐观态度。”
然而,他说,这种关联性“相对较弱”。下一个重要的步骤将是辨别哪些自闭症特征与双眼竞争最密切相关。
延伸阅读
这个故事最初发表于Spectrum。