双侧背外侧前额叶在孤独症谱系障碍儿童注视行为中的作用机制研究

Autism spectrum disorder (ASD) is a life-spaned neurodevelopmental disorder, which has kept increasing. The core symptom of ASD is social disorder, with the prevailing abnomality of gazing behavior, such as visual avoidance, less attention to the eyes in face procession. According to the hypothesis of the abnormal brain excitability and plasticity in ASD, we applicate the repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) to improve the excitability of inhibitory neurons in the bilateral dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) in order to rebuild the plasticity of social brain network. The previous work has primarily summarized the abnormal behavior of early development and the abnormal visual processing in ASD. In order to improve the core symptoms of ASD effectively, we focus on the mechanism of dorsolateral prefrontal cortex in ASD visual processing by the design of fore-and-aft rTMS intervention. The data of eye movement, EEG/ERP, autonomic nerve (EDA/ECG) participants (including ASD aged 3-7 years old and age-matched and IQ-matched control) are collected before and after the rTMS. It is quite crucial to explore the pathophysiological mechanism, identify the biomarker of early diagnosis and treatment for ASD.

孤独症谱系障碍(ASD)是一种终身患病的神经系统发育障碍，患病率持续增加。患者的核心症状是社交障碍，其普遍存在着的注视行为异常，诸如对视回避、识别面孔时更关注嘴部等。根据ASD发病的大脑兴奋性与可塑性异常假说，提出应用重复经颅磁刺激(rTMS)改善其双侧背外侧前额叶(DLPFC)的抑制性神经元的兴奋程度，重塑社会脑网络的可塑性。前期研究工作初步总结了ASD患者的早期发育异常的行为以及视觉加工的异常表现，为了进一步探明背外侧前额叶在ASD视觉加工中的作用机制，为有效改善ASD的核心症状提供依据，我们采用rTMS干预前后对比设计，分别采集3-7岁ASD被试实验前后注视行为的眼动特征、脑电(EEG/ERP)数据、自主神经数据(EDA/ECG)以及行为数据(ABC)，配以年龄和智商相匹配的对照。这对阐明ASD异常注视行为的病理生理基础基础，探索ASD早期诊和治疗的生物标记物具有重大意义。

孤独症谱系障碍(ASD)的病因未明，有关大脑神经可塑性在其疾病进展的中的作用虽然引起研究的重视，但是缺乏强有力的证据。本研究应用重复经颅磁刺激(rTMS)技术，通过对于刺激频率的调节而作用于孤独症被试的双侧背外侧前额叶，以观察其对于其疾病特征行为以及对于不同唤醒度的刺激物（如面孔、物品或情景）的影响，借以进一步明确前额叶皮层的可塑性在ASD儿童注视行为中的作用机制。本课题研究首先寻找孤独症谱系障碍儿童与同龄正常生长发育的儿童在注视行为方面的特征标记物。研究中分别应用平静面孔和情绪面孔进行研究，结果发现，ASD儿童较正常生长发育儿童对于面孔的注视行为中，存在着明显的左侧视觉优势效应缺失的情况。研究结果提示，ASD儿童在对面孔的视觉加工发展过程中（而非从视觉发育的最初阶段），其轨迹出现偏移；在对ASD儿童加工情绪面孔的研究中发现，ASD儿童中，积极面孔偏好和威胁知觉效应（正常儿童注视喜悦或愤怒面孔要多于平静面孔）都有不同程度的损害，ASD儿童积极面孔偏好缺失更具有特征性。其次本研究考察rTMS干预ASD儿童双侧背外侧前额叶前后，其核心症状（社交障碍、重复刻板行为、感觉异常等）、伴随症状（睡眠障碍）和注视行为的变化，结果发现，干预两个疗程后上述核心症状和伴随症状均有不同程度的改善，注视行为也有所改善。rTMS能够改善ASD儿童的睡眠状况，4周起效，8周能进一步改善，感觉异常的改善在ASD儿童的睡眠改善中起中介作用。注视行为方面，对于非面孔图片，积极偏好效应和威胁知觉效应的总数量随着刺激的增加而增加，但是趋势上，干预8周后，上升的趋势趋缓；而整个观看图片的数量未见明显变化。对于面孔类图片，被试注视图片的总的时间和数量干预前后均有统计学意义，且积极偏好效应和威胁知觉效应均有所改善，同时ASD被试对于面孔眼睛的注视也得到明显改善。ASD“对环境改变的适应”改善在注视行为转变中起到中介作用。