自閉癥與“社會(huì)腦”：功能影像的發(fā)現(xiàn)

彭子文， 劉靜溪， 韋 臻， 梁晶晶

自閉癥與“社會(huì)腦”：功能影像的發(fā)現(xiàn)

彭子文， 劉靜溪， 韋 臻， 梁晶晶

認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的迅速發(fā)展使得研究者對(duì)大腦的功能有了深刻的認(rèn)識(shí)。近年來，研究者對(duì)自閉癥大腦的神經(jīng)機(jī)制有了更多了解，“社會(huì)腦”的概念被提出，并引起了很多神經(jīng)科學(xué)家的關(guān)注。社會(huì)腦是由多個(gè)腦區(qū)構(gòu)成的復(fù)雜神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，專門負(fù)責(zé)加工人類行為中與社會(huì)交往相關(guān)的信息，以維持正常的社交活動(dòng)。社會(huì)性互動(dòng)與人際交往缺陷是自閉癥譜系障礙的核心癥狀之一，有研究者提出，“社會(huì)腦”的功能紊亂是造成自閉癥社交行為缺陷的神經(jīng)基礎(chǔ)。目前，自閉癥社會(huì)腦研究中對(duì)杏仁核、梭狀回、顳上溝、眶額葉皮層四個(gè)腦區(qū)與自閉癥社交功能障礙關(guān)系的研究重復(fù)性較高。未來的自閉癥腦機(jī)制研究不僅要關(guān)注社會(huì)腦關(guān)鍵腦區(qū)的作用，更應(yīng)重視其與其他腦區(qū)之間的相互聯(lián)系，結(jié)合腦功能與腦結(jié)構(gòu)的相互影響，共同探討自閉癥的神經(jīng)機(jī)制。

自閉癥 社會(huì)腦 功能磁共振成像 杏仁核

自閉癥譜系障礙(Autism Spectrum Disorders, ASD)，簡(jiǎn)稱自閉癥或孤獨(dú)癥，是以社會(huì)功能障礙和刻板的行為、抑制的興趣為核心癥狀的一種神經(jīng)發(fā)育障礙。[1]國(guó)內(nèi)外流行病學(xué)資料顯示，近年來全球ASD發(fā)病率逐漸增長(zhǎng)。美國(guó)國(guó)民兒童健康狀況調(diào)查顯示，2011—2012年，6—17歲的在校學(xué)生中ASD的發(fā)病率高達(dá)2% 。[2, 3]目前，ASD已經(jīng)成為兒童最為普遍和嚴(yán)重的一種神經(jīng)發(fā)育障礙。

盡管多年來關(guān)于自閉癥的診斷標(biāo)準(zhǔn)和分類發(fā)生了很大變化，但是社會(huì)交流及交往能力的缺失仍然被公認(rèn)為ASD的核心癥狀之一，社會(huì)功能缺損是ASD最顯著的特點(diǎn)。[4]人類生活在一個(gè)高度社會(huì)化的世界中，而ASD患者難以進(jìn)行社會(huì)交往和交流，無法開展正常的生活和工作，嚴(yán)重者終身需要看護(hù)和照顧，這些癥狀嚴(yán)重危害 ASD兒童的身心健康, 影響他們正常的社會(huì)交往和學(xué)習(xí)就業(yè), 給自身、家庭和社會(huì)帶來負(fù)擔(dān)。然而，社會(huì)交流和交往能力的缺失究竟是由先天性功能缺損引起，抑或是后天社會(huì)環(huán)境影響所致，迄今為止, 仍然沒有一個(gè)統(tǒng)一的理論框架可以清楚地對(duì)其進(jìn)行解釋。

一、ASD社會(huì)腦概述

20世紀(jì)90年代，隨著認(rèn)知社會(huì)科學(xué)的興起，研究者開始探索人類的社會(huì)知覺(social perception)和社會(huì)行為(social behavior)對(duì)大腦的影響。早期研究多為動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，神經(jīng)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，猴子的顳葉皮層和杏仁核神經(jīng)元對(duì)具有社會(huì)性信息的物體或復(fù)雜的社會(huì)刺激十分敏感，在這類發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域開始思考存在專門用于處理社會(huì)信息的腦區(qū)或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的可能性。[5]1990年，Brothers等發(fā)現(xiàn)，在靈長(zhǎng)類動(dòng)物的大腦中存在特定的專門負(fù)責(zé)社會(huì)認(rèn)知的區(qū)域，并據(jù)此提出了“社會(huì)腦”(social brain)的概念。[6]近20年來，大量認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究揭示了涉及社會(huì)信息加工的腦區(qū)，例如：邊緣系統(tǒng)(如杏仁核與海馬)及相關(guān)皮層(腹內(nèi)側(cè)前額葉皮層等)，顳葉前側(cè)和后扣帶回，后顳上溝及顳頂聯(lián)合處、梭狀回；這些腦區(qū)在各種各樣的社會(huì)任務(wù)中表現(xiàn)出共同的激活，為社會(huì)腦假說提供了有力證據(jù)。[7]社會(huì)腦是由多個(gè)腦區(qū)組成的一個(gè)復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，是人類為了應(yīng)對(duì)高度復(fù)雜的社會(huì)化環(huán)境而進(jìn)化來的獨(dú)特神經(jīng)系統(tǒng)，專門負(fù)責(zé)對(duì)社會(huì)信息的加工。[8]社會(huì)腦的發(fā)展使得人類可以在社會(huì)交往過程中了解和觀察他人的目的、意圖，評(píng)價(jià)他人的心理狀態(tài)，并對(duì)獲得的信息進(jìn)行加工，從而達(dá)到與他人進(jìn)行有效溝通的效果。

近20年來，腦成像技術(shù)和認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展大大促進(jìn)了人類對(duì)社會(huì)腦的探究。功能磁共振成像技術(shù)(functional Magnetic Resonance Imaging，fMRI)具有較高的空間分辨率，可提供大腦結(jié)構(gòu)成像及功能成像的結(jié)果，并準(zhǔn)確地對(duì)與任務(wù)性質(zhì)有關(guān)的腦區(qū)進(jìn)行定位，有助于我們理解與社會(huì)認(rèn)知加工過程相關(guān)的大腦神經(jīng)活動(dòng)，是研究ASD常用的影像學(xué)技術(shù)。[9]研究者運(yùn)用fMRI技術(shù)對(duì) ASD患者的社會(huì)腦進(jìn)行了深入研究，多數(shù)研究采用基于社會(huì)認(rèn)知的實(shí)驗(yàn)范式，探究ASD患者在進(jìn)行知覺社會(huì)刺激、情緒、心理理論、語音信息和動(dòng)作模仿任務(wù)時(shí)大腦的神經(jīng)活動(dòng)狀況，發(fā)現(xiàn)ASD患者在進(jìn)行特殊的認(rèn)知主導(dǎo)任務(wù)時(shí)，相比于同齡人或正常人，社會(huì)腦有明顯的激活，此類研究有助于了解ASD患者的神經(jīng)機(jī)制。[10]

功能磁共振成像研究發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行與社會(huì)功能相關(guān)的任務(wù)時(shí)，ASD患者的社會(huì)腦功能連接模式與正常人相比存在很大差異，而且與ASD患者在社會(huì)功能障礙方面的臨床表現(xiàn)密切相關(guān)[11]。社會(huì)腦網(wǎng)絡(luò)包含眾多在各種社會(huì)任務(wù)中共同激活的腦區(qū)，如腹內(nèi)側(cè)前額葉皮層(ventromedial prefrontal cortex)、后扣帶回/楔前葉(the posterior cingulated/precuneus)、杏仁核(amygdala)、海馬區(qū)(anterior hippocampus)、顳上溝(Superior temporal sulcus)、顳頂聯(lián)合區(qū)(temporo-parietal junction)、梭狀回(fusiform gyrus)、眶額葉皮層(orbitofrontal cortex)、額下回(inferior frontal gyrus)和腦島(insula)等。[4,7, 12]社會(huì)腦的激活差異可能是由于ASD患者缺乏對(duì)社會(huì)刺激的偏好，也可能是由于這些腦區(qū)存在先天性缺損。[13]近10年來，在ASD社會(huì)腦的研究中針對(duì)杏仁核、梭狀回、顳上回及眶額葉皮層等腦區(qū)的研究數(shù)量最多，爭(zhēng)議也最大。[5]其中，杏仁核被認(rèn)為是通過面部表情認(rèn)識(shí)他人情感狀態(tài)、理解情感經(jīng)驗(yàn)和規(guī)律的腦區(qū)[14, 15]，它同時(shí)也在心理理論的任務(wù)中發(fā)揮重要作用[16]；梭狀回作用于面孔檢測(cè)和識(shí)別，尤其是梭狀回面孔區(qū)[17]；顳上溝專門負(fù)責(zé)分析身體運(yùn)動(dòng)線索，以此來解釋和預(yù)測(cè)他人的動(dòng)作和意圖，除此之外它也參與了社會(huì)知覺的加工[18]；眶額葉皮層在社會(huì)性強(qiáng)化和獎(jiǎng)賞過程中作用顯著，它的損傷不僅會(huì)影響執(zhí)行任務(wù)功能的完成，也會(huì)影響認(rèn)知的完整性[19, 20]。

本文系統(tǒng)回顧近年來利用功能磁共振成像技術(shù)對(duì)ASD患者社會(huì)腦的研究，從社會(huì)腦涉及的主要腦區(qū)出發(fā)，論述以往研究重復(fù)率較高的腦區(qū)，即杏仁核、梭狀回、顳上溝、眶額葉皮層及一些相關(guān)腦區(qū)，并結(jié)合臨床應(yīng)用來討論當(dāng)前研究的局限及對(duì)未來的展望。

二、ASD社會(huì)腦的異常

(一)杏仁核(Amygdala)

杏仁核位于顳葉中部，是邊緣系統(tǒng)的組成部分。杏仁核接收來自多個(gè)感覺通道信息的輸入，在情感加工及社會(huì)交往中起著重要作用，也是社會(huì)腦的關(guān)鍵腦區(qū)之一。[21]杏仁核負(fù)責(zé)覺察來自社會(huì)環(huán)境的刺激并對(duì)輸入刺激的情感價(jià)值進(jìn)行評(píng)估，即在社會(huì)交往中對(duì)感知的面部情緒進(jìn)行加工。同時(shí)，杏仁核也參與心理理論的相關(guān)任務(wù)。[22, 23]眾多fMRI 研究表明，ASD患者的杏仁核在多項(xiàng)社會(huì)信息加工和社會(huì)認(rèn)知任務(wù)中表現(xiàn)出異常激活，杏仁核功能紊亂是造成ASD社交功能損傷的重要原因。[24—26]

在社會(huì)交往過程中，多通過面部表情的變化來表現(xiàn)各種情緒狀態(tài)，正常人的杏仁核在進(jìn)行情緒加工、識(shí)別和情緒歸因任務(wù)時(shí)發(fā)揮重要作用，這些情緒包括生氣、高興、恐懼和悲傷。[27]ASD患者在面部情緒感知方面存在缺陷，研究表明，一些ASD患者在加工此類任務(wù)時(shí)杏仁核表現(xiàn)為激活增強(qiáng)或減弱，也有一些并未表現(xiàn)出異常，這些不一致的結(jié)果表明，ASD社會(huì)功能紊亂可能和不同的臨床特征相關(guān)。[28]例如，在對(duì)呈現(xiàn)恐懼表情的面孔進(jìn)行加工時(shí)，ASD患者左側(cè)杏仁核的激活明顯弱于正常人，而前扣帶回和顳上回皮層的激活則明顯增強(qiáng)；在呈現(xiàn)悲傷情緒的面孔時(shí)，ASD患者的杏仁核比正常人激活更強(qiáng)。[29]在2010年的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，研究者選取高功能自閉癥成人患者作為實(shí)驗(yàn)組，以與其年齡、性別和智商匹配的正常人作為對(duì)照組，比較兩組在情緒性面孔加工時(shí)大腦活動(dòng)的差異。在fMRI掃描中，兩組被試均需完成負(fù)性情緒面孔匹配任務(wù)和形狀匹配任務(wù)。結(jié)果表明，兩組在形狀匹配任務(wù)方面的掃描結(jié)果沒有明顯差異，而在情緒面孔匹配任務(wù)中，與控制組相比，ASD組的左側(cè)前額葉激活明顯降低，而枕葉激活明顯增高。此外，這項(xiàng)研究還探究了被試自我報(bào)告的社會(huì)焦慮水平和腦區(qū)激活水平之間的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在ASD患者中，社會(huì)性焦慮越強(qiáng)的被試，其右側(cè)杏仁核與左側(cè)顳葉中回的激活越強(qiáng)，而梭狀回面部區(qū)域的激活則減弱，也就是說，ASD患者對(duì)情緒面孔知覺的神經(jīng)反應(yīng)與其社會(huì)焦慮水平有關(guān)。[30]為了檢驗(yàn)ASD患者的大腦中是否包含對(duì)情緒內(nèi)容的生理運(yùn)動(dòng)反應(yīng)，Grèzes等設(shè)計(jì)了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，任務(wù)是觀察危險(xiǎn)身體運(yùn)動(dòng)與安全身體運(yùn)動(dòng)；他們發(fā)現(xiàn)，與正常人相比ASD患者在觀察危險(xiǎn)身體姿勢(shì)時(shí)杏仁核、額下回和前運(yùn)動(dòng)皮層的激活較低。[31]

“心理理論(Theory of Mind, ToM)”或者“心智化能力(Metalizing)”的缺損也是ASD的一個(gè)重要特征，心理理論指的是人們理解和歸因自己和他人的心理狀態(tài)并對(duì)其行為進(jìn)行預(yù)測(cè)和解釋的能力。ASD患者在現(xiàn)實(shí)生活中心理理論能力缺損的表現(xiàn)尤為明顯。[32]以往的心理理論任務(wù)多采用抽象的、靜態(tài)的刺激，如閱讀故事或者卡通任務(wù)，這類研究得出的較為一致的結(jié)論是，內(nèi)側(cè)前額葉皮層(medial prefrontal cortex)、顳頂聯(lián)合處(temporoparietal junction)、腦島(insula)以及杏仁核等腦區(qū)可能是“心智化能力”或心理理論的神經(jīng)基礎(chǔ)。[33]但是，這類研究對(duì)檢測(cè)ASD患者現(xiàn)實(shí)生活中社交技能缺損的表現(xiàn)缺乏敏感性，因此近年來的研究多采用動(dòng)態(tài)的、更加生活化的任務(wù)來探討ASD患者的心理理論能力。例如，Rosenblau等采用展現(xiàn)生活場(chǎng)景的視頻，讓被試推論場(chǎng)景中人物的想法并做出選擇，以此來探究被試的心智化推論能力及相應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)激活狀況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，ASD組在經(jīng)典心智化腦區(qū)(如內(nèi)側(cè)前額葉、顳頂聯(lián)合區(qū))的激活情況并無差異，但杏仁核的激活卻顯著降低；除此之外，對(duì)照組的杏仁核激活程度與其完成心智化能力任務(wù)的準(zhǔn)確性呈正相關(guān)，但ASD患者并非如此。這表明，杏仁核在做出準(zhǔn)確內(nèi)在心理狀態(tài)推論的過程中起關(guān)鍵作用，同時(shí)也是ASD患者社會(huì)認(rèn)知損傷的核心區(qū)域。[23]

(二)梭狀回(Fusiform Gyrus，F(xiàn)G)

梭狀回位于顳葉腹側(cè)，負(fù)責(zé)高級(jí)的視覺加工任務(wù)，與多種認(rèn)知功能相關(guān)，例如在顏色信息的處理、面孔和身體動(dòng)作的識(shí)別、詞匯認(rèn)知以及物體類別信息的加工等方面。位于梭狀回側(cè)面的梭狀回面孔區(qū)(Face Fusiform Area，F(xiàn)FA)則專門負(fù)責(zé)面孔識(shí)別和身份確認(rèn)，這個(gè)區(qū)域的損傷可能會(huì)導(dǎo)致面孔失認(rèn)癥(Prosopagnosia)。[34]由于ASD患者在觀察面孔時(shí)異常的眼睛注視方式及在面孔加工時(shí)的障礙，許多面孔認(rèn)知實(shí)驗(yàn)將梭狀回作為興趣區(qū)(Regions of Interest, ROI)，對(duì)梭狀回在識(shí)認(rèn)面孔時(shí)的情況進(jìn)行探究，認(rèn)為梭狀回是ASD社會(huì)認(rèn)知異常的重要神經(jīng)基礎(chǔ)。[35]

在面孔加工中，社會(huì)腦各個(gè)腦區(qū)的主要功能是不同的，杏仁核主要負(fù)責(zé)評(píng)價(jià)面孔的社會(huì)性及情緒意義，而梭狀回在評(píng)價(jià)對(duì)個(gè)人來說有意義的面孔時(shí)發(fā)揮作用。在大多數(shù)采用“面孔加工知覺”任務(wù)的研究中，ASD患者的梭狀回表現(xiàn)出比正常人更低的激活，尤其是面孔梭狀回區(qū)域。 Pierce和Redcay 通過面孔加工實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)觀看自己父母的面孔或其他兒童的面孔時(shí)，ASD兒童的梭狀回激活與正常兒童相比沒有差異，但是在觀看陌生成人面孔時(shí)，ASD兒童雙側(cè)梭狀回激活的體素?cái)?shù)量?jī)H有正常兒童的25%，并且其左側(cè)梭狀回的信號(hào)變化數(shù)值顯著減少，這可能是由于ASD兒童對(duì)陌生人面孔的注意和興趣減少所導(dǎo)致。[36]一項(xiàng)研究對(duì)ASD患者及其未患病的一級(jí)家屬進(jìn)行面孔加工任務(wù)的fMRI掃描后發(fā)現(xiàn)，與正常人相比，ASD患者及其未患病的一級(jí)家屬在觀看人類面部照片時(shí)均表現(xiàn)出雙側(cè)梭狀回的激活減少，說明梭狀回的異常可能是ASD患者的一種神經(jīng)內(nèi)表型特征。[37]Di Martino等在2009年進(jìn)行的元分析研究中進(jìn)一步指出，ASD患者在進(jìn)行社會(huì)任務(wù)時(shí)左側(cè)梭狀回和雙側(cè)枕葉的激活水平更低。[38]

盡管Philip等在元分析中確認(rèn)了梭狀回的激活異常，但是仍然有研究認(rèn)為ASD患者的梭狀回功能是正常的，這需要研究者在采用任務(wù)時(shí)確保讓被試接觸到面孔刺激，且必須讓其注意到明顯面部特征線索。有研究結(jié)合眼部追蹤任務(wù)或被動(dòng)注視眼部任務(wù)(如在眼睛處標(biāo)上十字注視點(diǎn))發(fā)現(xiàn)，ASD患者的梭狀回在這個(gè)過程中同樣會(huì)激活，且激活程度與正常人相比并無顯著差異。這表明在面孔加工過程中，ASD患者與正常人之間存在差異可能是由于患者缺乏對(duì)那些顯著社會(huì)特征的注意動(dòng)機(jī)或偏好，而非梭狀回面孔區(qū)自身的損傷。[39]

(三)顳上溝(Superior Temporal Sulcus, STS)

顳上溝位于顳上回與顳中回之間，是社會(huì)腦的又一重要腦區(qū)。顳上溝不僅在進(jìn)行語言以及感知身體運(yùn)動(dòng)任務(wù)的過程中起著關(guān)鍵作用，也是負(fù)責(zé)社會(huì)知覺的重要腦區(qū)，并參與心理理論的相關(guān)任務(wù)。[18]研究者進(jìn)行了諸多實(shí)驗(yàn)探究ASD患者顳上溝的狀況，在目光注視、身體動(dòng)作線索的理解等方面均發(fā)現(xiàn)ASD患者的顳上溝存在功能障礙。[35]

人類的目光包含著復(fù)雜的信息，在社會(huì)交往中起著傳遞線索的作用。ASD患者能夠感知目光注視表達(dá)的信息，但是很難迅速準(zhǔn)確地抓住其所包含的微妙社會(huì)線索，同時(shí)也難以將觀察者的視線方向和其中的意圖聯(lián)系起來，這種能力與心理理論相關(guān)，表明ASD患者容易錯(cuò)失視線方向傳遞的信息。[18]最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，在正常人觀看恐懼表情面孔的回避性目光時(shí)，頂內(nèi)溝(intraparietal sulcus)、顳上溝等和注意、情感加工、心理狀態(tài)歸因相關(guān)的腦區(qū)均被激活，但是ASD患者的這些腦區(qū)未被激活或激活過弱。[40]

在觀看人類身體部位移動(dòng)時(shí)，顳上溝的激活與動(dòng)作線索對(duì)社會(huì)交流有意義的程度相關(guān)，即動(dòng)作線索對(duì)社會(huì)交流越有意義，顳上溝激活越強(qiáng)。在一項(xiàng)采用身體運(yùn)動(dòng)知覺任務(wù)的fMRI研究中，ASD患者、其未患病一級(jí)親屬和正常人均進(jìn)行了同樣的任務(wù)，但ASD患者的后顳上溝 (posterior Superior Temporal Sulcus)、杏仁核和腹正中前額皮層的激活與其家屬和正常人相比均存在差異，且社交能力越差，激活越弱，激活程度和其社交缺損的臨床表現(xiàn)成正相關(guān)。[41]

(四)眶額葉皮層(orbitofrontal cortex，OFC)

眶額葉皮層位于額葉腹側(cè)面，眶額葉皮層在社會(huì)交流中的作用在于從可得信息中解釋他人的心理狀態(tài)，進(jìn)而為我們進(jìn)行有效的社會(huì)交往提供依據(jù)。[28]臨床神經(jīng)心理學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，眶額葉皮層的損傷不僅會(huì)影響執(zhí)行任務(wù)功能的完成，也會(huì)影響認(rèn)知的完整性。[42]

執(zhí)行功能的損傷是ASD患者的重要表現(xiàn)之一，元分析的研究發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行各種與執(zhí)行功能相關(guān)的任務(wù)時(shí)，ASD患者眶額葉皮層的激活與正常人相比顯著增強(qiáng)，如注意力的指向和轉(zhuǎn)移、空間注意任務(wù)和按鍵反應(yīng)等任務(wù)。[43]眶額葉-杏仁核環(huán)路的早期發(fā)育損傷是ASD患者大腦損傷的關(guān)鍵區(qū)，其社會(huì)-情感認(rèn)知和自我規(guī)范的行為障礙均和此環(huán)路的缺損相關(guān)。[44]

(五)其余相關(guān)腦區(qū)

社會(huì)腦除了以上提到的杏仁核、梭狀回、顳上回和顳上溝、眶額葉皮層這些眾多研究中重復(fù)率較高的腦區(qū)之外，前額葉、扣帶回、紋狀體、腦島等腦區(qū)也參與一些社會(huì)任務(wù)。例如，認(rèn)知控制任務(wù)和前額葉皮層的激活相關(guān)，而背外側(cè)前額葉在執(zhí)行功能任務(wù)中發(fā)揮重要作用，扣帶皮層則與反應(yīng)抑制有關(guān)。來自Schmitz的證據(jù)顯示，在與獎(jiǎng)勵(lì)相關(guān)的任務(wù)中ASD患者的前扣帶回激活更強(qiáng)。[45]

需要指出的是，當(dāng)前關(guān)注的是ASD患者社會(huì)腦關(guān)鍵腦區(qū)的缺損表現(xiàn)，這主要是由于對(duì)于ASD的研究，尤其是認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域，通常是基于腦區(qū)且以定位的興趣區(qū)(ROI)為中心進(jìn)行的探究。但不可否認(rèn)的是，在進(jìn)行特定的社會(huì)任務(wù)時(shí)，每個(gè)腦區(qū)都不是單獨(dú)發(fā)揮作用，因而我們不能孤立地看待這些腦區(qū)。Gotts等將靜息態(tài)功能連接和一種新的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法相結(jié)合，從全腦的功能連接出發(fā)，發(fā)現(xiàn)與正常人相比，ASD患者社會(huì)腦各個(gè)腦區(qū)間的功能連接強(qiáng)度顯著降低，包括腹內(nèi)側(cè)前額葉皮層、左側(cè)杏仁核、左側(cè)海馬、左側(cè)腹內(nèi)側(cè)前顳葉等，且腹內(nèi)側(cè)前額葉、左側(cè)杏仁核和左側(cè)腹側(cè)前顳葉皮層間的功能連接強(qiáng)度值與社交反應(yīng)量表的總分成負(fù)相關(guān)，即這些社會(huì)腦腦區(qū)間的功能連接越低，ASD患者的社交障礙越嚴(yán)重。[7]神經(jīng)科學(xué)研究結(jié)果表明，ASD的神經(jīng)病理是廣泛分布的，涉及整個(gè)大腦的連接性的受損。因此，本文關(guān)注社會(huì)腦的關(guān)鍵腦區(qū)，同時(shí)也關(guān)注社會(huì)腦網(wǎng)絡(luò)的整體狀況，這對(duì)于我們最終理解ASD復(fù)雜社會(huì)行為和精神病理學(xué)來說是重要的。

三、臨床應(yīng)用及展望

人們已經(jīng)開始嘗試通過刺激社會(huì)腦核心腦區(qū)來改善ASD患者社交障礙的臨床癥狀。有研究者將低頻重復(fù)經(jīng)顱磁刺激(rTMS)作用于社會(huì)腦的梭狀回和前額葉皮質(zhì)，發(fā)現(xiàn)ASD患者在人臉識(shí)別和執(zhí)行功能方面有明顯改善；研究結(jié)果同時(shí)發(fā)現(xiàn)，人臉識(shí)別和執(zhí)行功能的提升與ASD患者社交功能評(píng)分成負(fù)相關(guān)，這說明這些腦區(qū)的功能提升可能改善了ASD患者的社交障礙，這些研究結(jié)果更進(jìn)一步地為ASD社會(huì)腦理論模型提供了可靠證據(jù)。[46，47]另外，有研究者通過比較干預(yù)前后ASD患者在完成臉部再認(rèn)識(shí)任務(wù)時(shí)社會(huì)腦的可塑性變化發(fā)現(xiàn)，治療后ASD患者在杏仁體和梭狀回等社會(huì)腦腦區(qū)的激活增強(qiáng)，基于這個(gè)研究發(fā)現(xiàn)，該課題組發(fā)明了基于計(jì)算機(jī)的人臉再識(shí)別訓(xùn)練程序，ASD患者通過多次反復(fù)使用該訓(xùn)練程序使社會(huì)腦的功能逐漸得到提高，從而改善其社交障礙；因此，社會(huì)腦神經(jīng)可塑性訓(xùn)練方法有助于為ASD患者提供有針對(duì)性的社交功能康復(fù)訓(xùn)練。[48,49]雖然這些研究還處于早期階段，但這些嘗試為ASD早期干預(yù)與診斷提供了新思路和新方向。

由于基因、大腦和行為在發(fā)展過程中的復(fù)雜交互作用，ASD患者的臨床表現(xiàn)是高度異質(zhì)化的，盡管如此，研究者也發(fā)現(xiàn)了一些共同的特征，構(gòu)建出了“社會(huì)腦”這一特殊的、專門處理社會(huì)信息的神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)。社會(huì)腦理論超出了以往單一地從某個(gè)腦區(qū)出發(fā)來探究ASD大腦缺損狀況的理論，是未來 ASD 研究的關(guān)注重點(diǎn)。未來的研究會(huì)更加全面和靈活。總之，功能磁共振影像學(xué)研究結(jié)果表明，ASD患者沒有使他們能夠參與社會(huì)生活的特殊神經(jīng)系統(tǒng)，而這種基礎(chǔ)的腦網(wǎng)絡(luò)損傷導(dǎo)致了他們的社會(huì)行為缺損，包括社會(huì)交流和交往能力的缺損。綜合ASD兒童縱向研究(對(duì)于有和無ASD的兒童的縱向研究以及高危ASD嬰兒的研究)及自閉癥高危人群研究的發(fā)展性研究結(jié)果也可發(fā)現(xiàn)，ASD兒童的大腦從早期就表現(xiàn)出異常狀況，且其之后的發(fā)育進(jìn)程與正常人也是不同的，這些研究可以促進(jìn)基因研究的大腦內(nèi)表型得到確認(rèn)。[50]

對(duì)影響ASD患者社會(huì)功能的神經(jīng)通路和主要腦區(qū)的認(rèn)識(shí)可以幫助人們理解ASD的病理生理學(xué)機(jī)制，揭示ASD在病理學(xué)方面的差異有助于確認(rèn)這種譜系障礙在生理表現(xiàn)上的亞型，提高診斷的精度和臨床診斷的水平，進(jìn)而發(fā)展出更加具有針對(duì)性的治療方式和訓(xùn)練方法。目前，運(yùn)用功能磁共振成像技術(shù)對(duì)ASD患者社會(huì)腦進(jìn)行的研究越來越多，但是一致性的結(jié)果較少，未來研究需要從能夠描述大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)屬性的技術(shù)入手，在診斷精度、研究設(shè)計(jì)、被試選擇方面不斷改進(jìn)，以提高研究結(jié)果的可信度和實(shí)用性。

[2] S. J. BLUMBERG,M. D. BRAMLETT,M. D. KOGAN,et al.ChangesinPrevalenceofParent-reportedAutismSpectrumDisorderinSchool-agedU.S.Children: 2007to2011—2012. Natl Health Stat Report,2013(65):1.

[3] M. ELSABBAGH,G. DIVAN,Y. J. KOH,et al.GlobalPrevalenceofAutismandOtherPervasiveDevelopmentalDisorders. Autism Research,2012,5(3):160—179.

[4] E. A. H. VON DEM HAGEN,R. S. STOYANOVA,S. BARONCOHEN,et al.ReducedFunctionalConnectivitywithinandbetween‘Social’RestingStateNetworksinAutismSpectrumConditions. Social Cognitive & Affective Neuroscience,2012,8(6):694—701.

[5] K. A. PELPHREY,S. SHULTZ,C. M. HUDAC,et al.ResearchReview:ConstrainingHeterogeneity——TheSocialBrainandItsDevelopmentinAutismSpectrumDisorder. Journal of Child Psychology and Psychiatry,2011,52(6):631.

[6] L. BROTHERS,B. RING,A. KLING.ResponseofNeuronsintheMacaqueAmygdalatoComplexSocialStimuli. Behavioural Brain Research,1990,41(3):199—213.

[7] S. J. GOTTS.FractionationofSocialBrainCircuitsinAutismSpectrumDisorders. Brain,2012,135(9):2711—2725.

[8] S. C. WALKER,F. P. MCGLONE.TheSocialBrain:NeurobiologicalBasisofAffiliativeBehavioursandPsychologicalWell-being. Neuropeptides,2013,47(6):379.

[9] F. VAN OVERWALLE.SocialCognitionandtheBrain:AMeta-analysis. Human Brain Mapping,2009,30(3):829—858.

[10] V. MISRA.TheSocialBrainNetworkandAutism. Annals of Neurosciences,2014,21(2):69—73.

[11] E. GREIMEL,M. SCHULTE-RUTHER ,T. KIRCHER,et al.NeuralMechanismsofEmpathyinAdolescentswithAutismSpectrumDisorderandTheirFathers. Neuroimage,2010,49(1):1055—1065.

[12] R. ADOLPHS.TheSocialBrain:NeuralBasisofSocialKnowledge. Annual Review of Psychology,2009,60(1):693.

[13] C. CHEVALLIER,G. KOHLS,V. TROIANI,et al.TheSocialMotivationTheoryofAutism. Trends in Cognitive Sciences,2012,16(4):231.

[14] N. KLEINHANS,T. RICHARDS,L. STERLING,et al.AbnormalFunctionalConnectivityinAutismSpectrumDisordersduringFaceProcessing. Brain,2008,131(4):1000—1012.

[15] E. R. MURPHY. Amygdala Connectivity during Involuntary Attention to Emotional Faces in Typical Development and Autism Spectrum Disorders. Washington D. C.:Arts and Sciences of Georgetown University,2013.

[16] R. ADOLPHS.WhatDoestheAmygdalaContributetoSocialCognition?. Annals of the New York Academy of Sciences,2010,1191(1):42.

[17] J. E. JOSEPH,X. ZHU,A. GUNDRAN,et al.TypicalandAtypicalNeurodevelopmentforFaceSpecialization:AnfMRIStudy. Journal of Autism & Developmental Disorders,2014,45(6):1725—1741.

[18] P. SHIH,B. KEEHN,J. K. ORAM,et al.FunctionalDifferentiationofPosteriorSuperiorTemporalSulcusinAutism:AFunctionalConnectivityMagneticResonanceImagingStudy. Biological Psychiatry,2011,70(3):270—277.

[19] L. PINA-CAMACHO,S. VILLERO,D. FRAGUAS,et al.AutismSpectrumDisorder:DoesNeuroimagingSupporttheDSM-5ProposalforaSymptomDyad?ASystematicReviewofFunctionalMagneticResonanceImagingandDiffusionTensorImagingStudies. J Autism Dev Disord,2012,42(7):1326—1341.

[20] P. G. NESTOR,M. NAKAMURA,M. NIZNIKIEWICZ,et al.InSearchoftheFunctionalNeuroanatomyofSociality:MRISubdivisionsofOrbitalFrontalCortexandSocialCognition. Social Cognitive & Affective Neuroscience,2013,8(4):460.

[21] R. SLADKY,A. HOFLICH,J. ATANELOV,et al.IncreasedNeuralHabituationintheAmygdalaandOrbitofrontalCortexinSocialAnxietyDisorderRevealedbyfMRI. Plos One,2012,7(11):e50050.

[22] K. C. BICKART,M. C. HOLLENBECK,L. F. BARRETT,et al.IntrinsicAmygdala-corticalFunctionalConnectivityPredictsSocialNetworkSizeinHumans. Journal of Neuroscience the Official Journal of the Society for Neuroscience,2012,32(42):14729—14741.

[23] G. ROSENBLAU,D. KLIEMANN,B. LEMME,et al.TheRoleoftheAmygdalainNaturalisticMentalisinginTypicalDevelopmentandinAutismSpectrumDisorder. The British Journal of Psychiatry,2015,208(6):556.

[24] E. A. PHELPS,J. E. LEDOUX.ContributionsoftheAmygdalatoEmotionProcessing:FromAnimalModelstoHumanBehavior. Neuron,2005,48(2):175.

[25] S. BARONCOHEN,H. A. RING,E. T. BULLMORE,et al.TheAmygdalaTheoryofAutism. Neuroscience & Biobehavioral Reviews,2000,24(3):355.

[26] L. K. PAUL,C. CORSELLO,D. TRANEL,et al.DoesBilateralDamagetotheHumanAmygdalaProduceAutisticSymptoms?. Journal of Neurodevelopmental Disorders,2010,2(3):165—173.

[27] J. T. MORGAN,C. W. NORDAHL,C. M. SCHUMANN.Chapter3.5—TheAmygdalainAutismSpectrumDisorders//JOSEPH D. BUXBAUM,PATRICK R. HOF(eds.). Neuroscience of Autism Spectrum Disorders. ScienceDirect,2013:297—312.

[28] K. MORI,Y. TODA,H. ITO,et al.AProtonMagneticResonanceSpectroscopicStudyinAutismSpectrumDisorders:AmygdalaandOrbito-frontalCortex. Brain & Development,2013,35(2):139—145.

[29] S. J. WENG,M. CARRASCO,J. R. SWARTZ,et al.NeuralActivationtoEmotionalFacesinAdolescentswithAutismSpectrumDisorders. Journal of Child Psychology and Psychiatry,2011,52(3):296.

[30] N. M. KLEINHANS,T. RICHARDS,K. WEAVER,et al.AssociationbetweenAmygdalaResponsetoEmotionalFacesandSocialAnxietyinAutismSpectrumDisorders. Neuropsychologia,2010,48(12):3665.

[31] J. GREZES,B. WICKER,S. BERTHOZ,et al.AFailuretoGrasptheAffectiveMeaningofActionsinAutismSpectrumDisorderSubjects. Neuropsychologia,2009,47(8—9):1816—1825.

[32] L. S. IAO ,S. R. LEEKAM.NonspecificityandTheoryofMind:NewEvidencefromaNonverbalFalse-signTaskandChildrenwithAutismSpectrumDisorders. Journal of Experimental Child Psychology,2014,122(1):1—20.

[33] J. T. MORGAN,N. BARGER,D. G. AMARAL,et al.StereologicalStudyofAmygdalaGlialPopulationsinAdolescentsandAdultswithAutismSpectrumDisorder. Plos One,2013,9(10):e110356.

[34] K. S. WEINER,K. ZILLES.TheAnatomicalandFunctionalSpecializationoftheFusiformGyrus. Neuropsychologia,2015,83:48—62.

[35] J. C. BUSH,D. P. KENNEDY.AberrantSocialAttentionandItsUnderlyingNeuralCorrelatesinAdultswithAutismSpectrumDisorder//A. Puce,B. I. Bertenthal(eds.). The Many Faces of Social Attention. Springer International Publishing,2015:179—220.

[36] K. PIERCE,E. REDCAY.FusiformFunctioninChildrenwithanAutismSpectrumDisorderIsaMatterof“Who”. Biol Psychiatry,2008,64(7):552—60.

[37] K. M. DALTON,B. M. NACEWICZ,A. L. ALEXANDER,et al.Gaze-fixation,BrainActivation,andAmygdalaVolumeinUnaffectedSiblingsofIndividualswithAutism. Biological Psychiatry,2007,61(4):512—520.

[38] A. D. MARTINO,K. ROSS,L. Q. UDDIN,et al.FunctionalBrainCorrelatesofSocialandNonsocialProcessesinAutismSpectrumDisorders:AnActivationLikelihoodEstimationMeta-analysis. Biological Psychiatry,2009,65(1):63.

[39] R. C. PHILIP,M. R. DAUVERMANN,H. C. WHALLEY,et al.ASystematicReviewandMeta-analysisofthefMRIInvestigationofAutismSpectrumDisorders. Neuroscience & Biobehavioral Reviews,2012,36(2):901—942.

[40] N. R. ZURCHER,O. ROGIER,J. BOSHYAN,et al.PerceptionofSocialCuesofDangerinAutismSpectrumDisorders. Plos One,2013,8(12):e81206.

[41] M. D. KAISER,C. M. HUDAC,S. SHULTZ,et al.NeuralSignaturesofAutism. Proceedings of the National Academy of Sciences,2010,107(49):21223—21228.

[42] F. A. JONKER,C. JONKER,P. SCHELTENS,et al.TheRoleoftheOrbitofrontalCortexinCognitionandBehavior. Reviews in the Neurosciences,2014,26(1):1—11.

[43] N. SCHMITZ,K. RUBIA,E. DALY,et al.NeuralCorrelatesofExecutiveFunctioninAutisticSpectrumDisorders. Biological Psychiatry,2006,59(1):7.

[44] H. WATANABE,M. NAKAMURA,T. OHNO,et al.AlteredOrbitofrontalSulcogyralPatternsinAdultMaleswithHigh-functioningAutismSpectrumDisorders. Social Cognitive & Affective Neuroscience,2014,9(4):520—528.

[45] N. SCHMITZ,K. RUBIA,A. T. VAN,et al.NeuralCorrelatesofRewardinAutism. Br J Psychiatry,2008,192(1):19.

[46] E. M. SOKHADZE,A. S. ELBAZ,A. TASMAN,et al.NeuromodulationIntegratingrTMSandNeurofeedbackfortheTreatmentofAutismSpectrumDisorder:AnExploratoryStudy. Applied Psychophysiology and Biofeedback,2014,39(3):237—257.

[47] Y. WANG,M. K. HENSLEY,A. TASMAN,et al.HeartRateVariabilityandSkinConductanceduringRepetitiveTMSCourseinChildrenwithAutism. Applied Psychophysiology and Biofeedback,2016,41(1):1—14.

[48] S. B?LTE,A. CIARAMIDARO,S. SCHLITT,et al.Training-inducedPlasticityoftheSocialBraininAutismSpectrumDisorder. The British Journal of Psychiatry,2015,207(2):149.

[49] K. A. PELPHREY,S. SHULTZ,C. M. HUDAC,et al.ResearchReview:ConstrainingHeterogeneity——TheSocialBrainandItsDevelopmentinAutismSpectrumDisorder. Journal of Child Psychology and Psychiatry,2011,52(6):631.

[50] C. M. SCHUMANN,C. C. BARNES,C. LORD,et al.AmygdalaEnlargementinToddlerswithAutismRelatedtoSeverityofSocialandCommunicationImpairments. Biological Psychiatry,2009,66(10):942—949.

國(guó)家自然科學(xué)青年基金項(xiàng)目“強(qiáng)迫癥及其同胞左右半球功能偏側(cè)化腦機(jī)制研究”(81201049)；華南師范大學(xué)研究生科研創(chuàng)新基金資助項(xiàng)目“杏仁核功能紊亂對(duì)ASD社會(huì)功能的影響”

2017-04-12

B84

A

1000-5455(2017)06-0082-07

彭子文，湖南臨湘人，醫(yī)學(xué)博士，華南師范大學(xué)心理學(xué)院副教授；劉靜溪，河南三門峽人，華南師范大學(xué)心理學(xué)院碩士研究生；韋臻，廣西桂林人，深圳市婦幼保健院兒童心理科副主任醫(yī)師；梁晶晶，山西潞城人，華南師范大學(xué)心理學(xué)院碩士研究生。)

王建平；助理編輯：楊孟葳】