孤独症谱系障碍儿童面孔加工过程中颞叶神经同步异常

《Biological Psychology》:Atypical neural synchronization in the temporal gyrus during face processing in children with autism spectrum disorder

【字体: 时间:2026年05月22日 来源:Biological Psychology 2.9

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  孤独症谱系障碍(autism spectrum disorder, ASD)以面孔加工缺陷为特征,这类缺陷与社会互动日常困难密切相关。既往功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)研究多采用静态或简

  
孤独症谱系障碍(autism spectrum disorder, ASD)以面孔加工缺陷为特征,这类缺陷与社会互动日常困难密切相关。既往功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)研究多采用静态或简化的动态面孔刺激,生态效度有限,无法反映真实社交场景中言语、表情与多模态线索的复杂交互。为弥补上述局限,研究人员使用健康脑网络(Healthy Brain Network, HBN)数据集,该数据集包含每名参与者两次观影任务数据,从中筛选出18名ASD儿童与18名典型发育(typically developing, TD)儿童的同质样本,采用跨被试相关(inter-subject correlation, ISC)分析方法,比较两组在全片及面孔出现场景下的神经同步模式。结果显示,与TD儿童相比,ASD儿童在广泛脑区的神经同步降低。值得注意的是,在面孔出现场景中,ASD儿童在左侧颞中回、右侧颞上回及右侧初级听觉皮层的神经同步相对于TD儿童显著下降。这些发现表明,ASD儿童在处理面孔相关信息时,参与社会认知与多感官整合的关键脑区表现出非典型神经反应,强调了扩展的面孔加工相关脑区在理解ASD中的重要性。综上,本研究为阐明ASD面孔加工的神经同步模式提供了依据。
该研究发表于《Biological Psychology》,针对孤独症谱系障碍(autism spectrum disorder, ASD)儿童面孔加工缺陷的神经机制展开探讨。ASD的核心症状为社会沟通与互动的持续损害,其中面孔加工异常是典型表现之一,可限制社交学习机会并影响整体发育结局。既往功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)研究多使用静态或简化动态面孔刺激,生态效度不足,难以还原真实社交场景中多模态信息的连续整合过程。同时,现有研究较少在自然情境下分离面孔加工的特异性神经反应,且常受限于单一刺激带来的偏差。因此,采用高生态效度的自然范式解析ASD儿童面孔加工的神经同步特征具有重要科学价值。
研究人员基于健康脑网络(Healthy Brain Network, HBN)数据集,纳入18名ASD儿童与18名年龄匹配的典型发育(typically developing, TD)儿童,采用跨被试相关(inter-subject correlation, ISC)分析方法,分别考察全电影观看及面孔出现场景下的神经同步差异。
技术方法:研究依托HBN数据集,选取5–21岁跨诊断样本中的ASD与TD儿童亚组,采用自然观影范式呈现两部含多模态社会信息的电影片段,使用fMRI采集脑活动数据。通过严格的头动筛选(平均帧间位移<0.9 mm或<0.3 mm)确保数据质量,采用ISC方法量化组间神经同步差异,并在两部电影中验证结果的稳定性。
结果
Participants:研究样本来自HBN数据集,由纽约市社区招募,覆盖儿童至青少年群体,提供神经影像与表型数据,保障了样本的多样性与代表性。
Results:所有显著节点均在两部电影中一致出现,且不受头动阈值(0.9 mm与0.3 mm)影响。主分析结果(0.9 mm阈值)显示,ASD儿童在全片观看时即存在广泛脑区神经同步降低;面孔场景下的差异更为集中,表现为左侧颞中回、右侧颞上回及右侧初级听觉皮层的神经同步显著低于TD儿童。
Discussion:研究证实,ASD儿童在自然社交场景中观看含面孔内容的影片时,社会认知与多感官整合相关脑区呈现非典型神经同步模式。这一发现拓展了传统面孔加工网络的研究范畴,提示ASD的面孔加工缺陷不仅涉及视觉社会脑区,还与听觉等多模态处理区域的功能异常相关。
Funding:本研究获韩国国家研究基金会资助(NRF-2025S1A5A2A01005331)。
CRediT authorship contribution statement:Yurim Lee负责写作审阅与编辑、初稿撰写、方法与调查;Jiyun Lee承担相同写作与方法学工作;M. Justin Kim负责监督、资金获取与概念化;Daewon Jeong完成写作、方法、调查、形式分析与概念化;Solha Hwang参与写作与方法设计。
Declaration of Generative AI and AI-assisted technologies in the writing process:作者未在研究写作中使用生成式AI技术。
Declaration of Competing Interest:作者声明无可能影响研究客观性的已知竞争利益或个人关系。
Acknowledgements:致谢HBN数据集原始作者的数据共享,代码将在发表后于https://github.com/humaffectneurolab公开。
讨论与结论总结:研究结果表明,ASD儿童在自然情境下面孔加工过程中,颞叶及相关多模态脑区的神经同步异常是其社会认知缺陷的重要神经基础。该发现不仅验证了自然范式在ASD神经机制研究中的优势,也为未来针对性干预提供了潜在的神经标记物靶点。
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