視覺任務或可提供自閉症的腦部標記

大腦以獨特的方式處理同時觀看兩幅影像

根據週四發表的一項新研究,在簡單的視覺任務中測量的大腦訊號可以作為自閉症的生物標誌物。

該任務測試一個人感知稱為雙眼競爭現象的能力。當一個人同時觀看兩幅影像時——左眼一幅,右眼一幅,就會發生這種情況。觀看者的大腦透過抑制一種輸入然後再抑制另一種輸入來處理相互競爭的刺激。結果,她一次只能看到一幅影像。

研究發現,自閉症患者的大腦在影像之間切換的速度比神經正常人慢。


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“這是具體的證據,表明自閉症患者的視覺處理存在根本差異,”首席研究員Caroline Robertson說,她是新罕布什爾州漢諾威市達特茅斯大學心理學和腦科學助理教授。

研究結果也印證了一個長期以來的理論,即自閉症患者的大腦抑制活動過少。

自閉症患者通常對視覺、聲音和觸覺有 повышенная 反應,而這些反應的強度與患者在社交和情感處理方面的困難程度有關。然而,這種關係的生物學原因尚不清楚。

範德比爾特大學納什維爾分校研究生院院長馬克·華萊士說,這項新研究表明,大腦活動的抑制作用過少可能是這種聯絡的潛在原因,他沒有參與這項工作。

然而,本古裡安大學認知和腦科學副教授Ilan Dinstein警告說,這些發現並非結論性的,因為雙眼競爭並非大腦中興奮性和抑制性活動平衡的直接衡量標準。

神經特徵

羅伯遜的團隊在 2013 年的一項研究中表明,自閉症患者在雙眼競爭任務中感知影像切換的速度比神經正常人慢。羅伯遜說,這項新工作顯示了“這種效應的神經特徵”。

在這項新研究中,18 名自閉症成年人和 19 名神經正常成年人坐在電腦螢幕前,螢幕上左眼顯示一個紅色圓圈影像,右眼顯示一個綠色圓圈影像。研究人員要求參與者指出他們看到的顏色,同時使用腦電圖 (EEG) 測量他們的大腦活動。

自閉症和典型參與者都報告說,在腦電圖訊號顯示他們的大腦在兩種顏色之間切換時,顏色發生了變化。但腦電圖顯示,自閉症患者的大腦切換速度比典型人慢。

在自閉症診斷觀察量表(自閉症的金標準測試)中得分最高的自閉症患者,往往切換速度最慢。

當研究人員交替呈現給雙眼看的單個影像時,他們發現自閉症患者和神經正常人在腦電圖活動方面沒有差異。研究人員說,這表明這些發現是雙眼競爭特有的,而不僅僅反映了對新影像的緩慢反應。

羅伯遜說:“僅用後腦勺的一個電極,我們就發現了競爭速度的根本差異。”

診斷潛力

研究人員發現,分析這些腦電圖讀數的機器學習演算法預測自閉症診斷的準確率達到 86.5%。

羅伯遜說,這種準確性與現有針對幼兒的自閉症篩查相似,例如,評估兒童凝視面部的時間長短的篩查。“這讓我不禁想:如果我們把這個和一些社交標記放在一起,我們真的能 ‘王牌’ [診斷] 嗎?”

羅伯遜的團隊研究了幾乎不需要支援的口語成人中的雙眼競爭,因此尚不清楚研究結果是否適用於兒童或患有嚴重自閉症特徵的非口語成人。

如果結果確實如此,那麼該測試可能是一種有效的診斷工具,因為它易於執行,並且不需要參與者說話。它也可以用於動物研究和臨床試驗。

華萊士說,大腦活動與診斷測試分數之間的關聯性“讓我對它可以作為診斷領域中一種非常簡單但非常強大的工具抱持一定程度的樂觀態度。”

然而,他說,這種關聯性“相對較弱”。下一個重要的步驟將是辨別哪些自閉症特徵與雙眼競爭最密切相關。

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這個故事最初發表於Spectrum

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