孤獨(dú)癥兒童的腦發(fā)育評(píng)估與調(diào)控

李小俚

孤獨(dú)癥（Autism）是一種廣泛性腦功能發(fā)育障礙，其基本特征為社會(huì)交往障礙、語(yǔ)言發(fā)展障礙、興趣狹窄及行為刻板。孤獨(dú)癥迄今原因不明，且無(wú)法預(yù)知和采取有效措施。2014年4月，美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心發(fā)布孤獨(dú)癥發(fā)病率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：2012年出生的孩子，孤獨(dú)癥發(fā)病率為68：1。孤獨(dú)癥兒童的養(yǎng)護(hù)和教育難度大，直接影響著幾百萬(wàn)個(gè)家庭的正常工作和生活，有上千萬(wàn)個(gè)家人為之擔(dān)心和憂慮，已引起國(guó)際社會(huì)的高度關(guān)注。2007年12月聯(lián)合國(guó)大會(huì)通過(guò)決議，從2008年起，將每年的4月2日定為“世界孤獨(dú)癥日”，以提高人們對(duì)孤獨(dú)癥相關(guān)研究與診斷以及孤獨(dú)癥患者人群的關(guān)注度。

孤獨(dú)癥兒童腦發(fā)育評(píng)估

利用腦電和眼動(dòng)評(píng)估孤獨(dú)癥兒童的大腦發(fā)育和注視情況，能為我們提供科學(xué)客觀的指標(biāo)，有助于臨床醫(yī)生提高臨床診斷率。評(píng)估之后，針對(duì)性地利用腦調(diào)控方法包括tDCS、TMS和Neurofeedback進(jìn)行調(diào)控，能夠?yàn)楣陋?dú)癥的康復(fù)提供科學(xué)指導(dǎo)。

為什么腦電可以評(píng)估孤獨(dú)癥的腦功能？腦電（EEG）主要測(cè)量與大腦皮層突觸活動(dòng)相關(guān)的神經(jīng)生理變化，作為一種非侵入式的采集方法，其具有較高時(shí)間分辨率，已被證明是研究復(fù)雜神經(jīng)精神障礙的有力工具。EEG主要記錄腦電在各個(gè)頻段的總和，當(dāng)發(fā)生病理變化時(shí)，其頻譜特征也會(huì)發(fā)生變化。功率譜是一種將幅度隨時(shí)間變化的腦電信號(hào)轉(zhuǎn)換為隨頻率變化的分析方法，可以根據(jù)信號(hào)不同頻段變化規(guī)律對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行評(píng)估。孤獨(dú)癥兒童與正常兒童在功率譜能量上具有顯著差異，正常兒童腦電特征呈倒“U”型分布，即低頻和高頻能量較少，中間頻段能量較多;而孤獨(dú)癥兒童的功率譜能量分布則呈“U”型，即低頻和高頻能量過(guò)多，而中間頻段能量過(guò)少。腦電除了有功率譜的分布，還有一個(gè)非常重要的物理量，就是“熵”。一般來(lái)說(shuō)，嬰兒大腦信號(hào)復(fù)雜性在突觸繁殖和修剪背景下增加，而在正常發(fā)育過(guò)程中，大腦發(fā)育缺損可能是孤獨(dú)癥發(fā)病機(jī)制的基礎(chǔ)。研究也發(fā)現(xiàn)孤獨(dú)癥兒童的熵值較正常發(fā)育兒童較低。另外，腦電信號(hào)的相干性反映腦電信號(hào)的同步程度，同步程度越高，表明腦功能區(qū)域整合和協(xié)調(diào)能力越強(qiáng)。研究結(jié)果表明孤獨(dú)癥兒童相比正常兒童腦電信號(hào)連接性較弱，表明腦功能區(qū)域整合能力下降，與臨床認(rèn)知功能下降具有一致性，這反映了孤獨(dú)癥兒童在認(rèn)知、社交、情感處理方面的能力較弱。

眼動(dòng)追蹤技術(shù)具有較高空間分辨率和時(shí)間分辨率，可以準(zhǔn)確實(shí)時(shí)記錄注視時(shí)間和注視方向，能夠?yàn)榱私獯竽X對(duì)視覺(jué)環(huán)境加工方式提供非常有價(jià)值的信息，在研究孤獨(dú)癥中視覺(jué)社會(huì)注意具有一定的優(yōu)勢(shì)。在孤獨(dú)癥眼動(dòng)追蹤的研究中，多種實(shí)驗(yàn)刺激范式應(yīng)用在孤獨(dú)癥社會(huì)注意異常的研究中。研究發(fā)現(xiàn)，從6月齡開(kāi)始，孤獨(dú)癥幼兒就已經(jīng)開(kāi)始表現(xiàn)出對(duì)眼睛和社交場(chǎng)景注意的降低;在學(xué)齡前兒童和稍長(zhǎng)年齡的眼動(dòng)追蹤研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)有競(jìng)爭(zhēng)刺激物出現(xiàn)時(shí)，孤獨(dú)癥兒童容易轉(zhuǎn)移注意力，社會(huì)性刺激的注視時(shí)間減少。研究還發(fā)現(xiàn)，孤獨(dú)癥兒童在觀看兩位女性交談或孩子互動(dòng)的任務(wù)視頻時(shí)，孤獨(dú)癥組相對(duì)于正常組更少關(guān)注臉部，對(duì)游戲互動(dòng)關(guān)注降低。因此，孤獨(dú)癥兒童的注視模式異常，可能是評(píng)估孤獨(dú)癥的客觀指標(biāo)。

孤獨(dú)癥兒童神經(jīng)調(diào)控

經(jīng)顱直流電刺激（tDCS）是一種無(wú)創(chuàng)的神經(jīng)調(diào)控技術(shù)，已經(jīng)應(yīng)用到多種疾病的治療中，包括：癲癇、帕金森病、阿爾茨海默病、抑郁癥和精神分裂癥。其主要作用機(jī)制是改變神經(jīng)元靜息電位。當(dāng)直流電負(fù)極靠近神經(jīng)細(xì)胞胞體時(shí)，靜息電位會(huì)升高，神經(jīng)元放電減弱，產(chǎn)生超極化，從而抑制神經(jīng)元細(xì)胞的活性;反之，則發(fā)生去極化，激活神經(jīng)元細(xì)胞活性。研究同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，陽(yáng)極刺激可增加由經(jīng)顱磁刺激誘發(fā)的運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位幅度，陰極刺激則降低運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位幅度。這說(shuō)明陽(yáng)極刺激可提高大腦皮質(zhì)神經(jīng)元的興奮性，而陰極刺激則降低其興奮性。tDCS不僅能夠調(diào)節(jié)單個(gè)神經(jīng)元的電活動(dòng)，也能夠影響多個(gè)神經(jīng)元及神經(jīng)元群的電活動(dòng)，從而調(diào)節(jié)靜息態(tài)腦電活動(dòng)。tDCS除了即刻效應(yīng)以外，與其功能相關(guān)的另一主要效應(yīng)是后效應(yīng)，即在刺激停止后，刺激作用會(huì)依然持續(xù)一段時(shí)間，其持續(xù)時(shí)間與電流強(qiáng)度、刺激時(shí)間以及刺激次數(shù)有關(guān)，這是tDCS發(fā)揮作用的關(guān)鍵效應(yīng)。tDCS的后效應(yīng)能夠影響神經(jīng)元之間的突觸連接功能，改變突觸可塑性。

近年來(lái)發(fā)現(xiàn)，多種神經(jīng)遞質(zhì)都參與tDCS誘發(fā)的后效應(yīng)，其中以谷氨酸系統(tǒng)最為突出。如NMDA受體在突觸水平對(duì)長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)（LTP）、長(zhǎng)時(shí)程抑制（LTD）過(guò)程的介導(dǎo)，LTP/LTD對(duì)突觸間連接起著持久的功能性促進(jìn)、抑制作用。哥倫比亞大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的想象認(rèn)知科學(xué)項(xiàng)目使用tDCS技術(shù)治療和干預(yù)成年孤獨(dú)癥患者，調(diào)控前后通過(guò)孤獨(dú)癥異常行為量表做評(píng)估，結(jié)果發(fā)現(xiàn)孤獨(dú)癥患者的量表得分有大幅度下降，異常行為得到改善。

個(gè)別案例還發(fā)現(xiàn)孤獨(dú)癥兒童的行為得到明顯改善，一名五周歲女孩，診斷為典型孤獨(dú)癥，比較安靜但生活自理能力差，尤其不會(huì)大小便，每天要換幾條褲子。參加tDCS調(diào)控兩期，共20次，家長(zhǎng)反映從第5次開(kāi)始，每次小便都會(huì)到衛(wèi)生間，持續(xù)1～2天左右;做完10次調(diào)控之后，這種狀態(tài)持續(xù)1周，20次調(diào)控之后，這種狀態(tài)持續(xù)2周，現(xiàn)在一直堅(jiān)持做調(diào)控。

TMS是一種無(wú)創(chuàng)神經(jīng)調(diào)控技術(shù)，能夠通過(guò)對(duì)特定腦區(qū)的刺激改變皮層內(nèi)神經(jīng)回路的電活動(dòng)，調(diào)節(jié)神經(jīng)元抑制或興奮。TMS刺激模式分為三種，分別為單脈沖TMS （single pulse TMS）、雙脈沖TMS （paired pulse TMS）和重復(fù)TMS （repetitive TMS）。rTMS作為一種非侵入式手段， 可以改變皮層內(nèi)神經(jīng)元的興奮性并能夠通過(guò)改變刺激部位和參數(shù)達(dá)到對(duì)不同神經(jīng)疾病治療的效果。文獻(xiàn)表明，rTMS技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到治療抑郁癥、多動(dòng)癥、阿爾茲海默病、 精神分裂癥、戒除煙癮等方面。經(jīng)過(guò)低頻rTMS干預(yù)之后，孤獨(dú)癥患者的注意力、理解能力、言語(yǔ)表達(dá)能力有所改善，刻板行為減少，情緒穩(wěn)定。

神經(jīng)反饋（Neurofeedback， NFB）又稱(chēng)作“腦電反饋”，是以腦電信號(hào)（EEG）為操作條件，使參與者自主調(diào)整腦活動(dòng)，提高或者抑制某些腦皮層活動(dòng)的一種訓(xùn)練。在NFB訓(xùn)練中，頭皮電極將腦電信號(hào)采集后經(jīng)過(guò)人機(jī)交互軟件轉(zhuǎn)換為反饋信號(hào)，以視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)或者觸覺(jué)的形式呈現(xiàn)，進(jìn)而在人腦中形成學(xué)習(xí)機(jī)制。

NFB技術(shù)能夠無(wú)損傷地通過(guò)改變皮層神經(jīng)回路興奮性活動(dòng)進(jìn)而引起與直接干預(yù)腦區(qū)存在結(jié)構(gòu)連接或者功能連接大腦區(qū)域的短期功能重組。因此，NFB被認(rèn)為是檢測(cè)和調(diào)制神經(jīng)可塑性的有效工具。以腦電信號(hào)作為操作條件，NFB能夠有效地訓(xùn)練皮層靶區(qū)域的腦電活動(dòng)。NFB通過(guò)腦電訓(xùn)練，幫助治療者自主調(diào)整腦電活動(dòng)，抑制過(guò)度活躍的皮層電活動(dòng)，提高活性不足的皮層電活動(dòng)，進(jìn)而調(diào)整治療者的腦電活動(dòng)使之趨向正常。目前，已有很多研究指出NFB能夠有效改善一些精神疾病的癥狀，是一種可行的治療手段。對(duì)當(dāng)前應(yīng)用NFB進(jìn)行孤獨(dú)癥康復(fù)的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行總結(jié)，其中大部分的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明NFB有助于改善一部分孤獨(dú)癥的核心癥狀。