难以识别与一组神经元中的性能相关的自闭症中的面孔

乔治敦大学医学中心(GUMC)的神经科学家发现了一种大脑异常，这可以解释为什么一些被诊断为自闭症的人不容易辨认面孔——这种缺陷与社交障碍有关，而社交障碍被认为是自闭症的标志。

他们还说，他们开发出这个发现的新型神经影像分析技术可能有助于链接行为赤字在一系列神经系统疾病的神经水平上的差异。

最终的手稿于3月15日发表在该在线杂志上neuroimage：临床，科学家们说，在许多患有自闭症的大脑中，在脑面积中的神经元（梭形面部区域或FFA）太广泛地“调谐”，以精细区分不同人的面部特征。他们使用一种形式使这个发现功能性磁共振成像(fMRI)，扫描来自蓝莓大小的FFA输出，位于右耳后面。

“当你的大脑正在加工面孔时，你希望神经元选择性地响应，使每个人正在拾取个体面的不同方面。神经元需要精细地调整，以了解什么是从一面到另一个面部不同的东西，”调查员，Maximilian Riesenhuber，博士，GUMC神经科学副教授。

他说:“我们在15名成年自闭症患者中发现，那些有更严重行为缺陷的人，他们的神经元更广泛地协调，因此一张脸看起来更像另一张脸，与典型成年人的FFA中看到的微调相比。”

“我们发现，FFA神经元选择性降低与参与者日常面部识别的行为缺陷相关。”这是有意义的。如果你的神经元不能区分不同的面孔，它会使你更难分辨谁在和你说话或理解面部表情那是传达的，那是限制社会互动。"

Riesenhuber补充说，被诊断为自闭症的个体在辨别面孔的能力上存在巨大的差异，而一些自闭症患者在面孔识别方面没有问题。

“但对于那些有这项挑战的人来说，它可以有很大的改造 - 一些研究人员认为，脸部处理的赤字处于自闭症中的社会功能障碍的根源，”他说。

面孔处理的神经基础

神经系统科学家Riesenhuber说，过去曾使用传统的功能磁共振成像研究来探索自闭症患者行为差异的神经基础，但这些研究产生了相互矛盾的结果。“传统功能磁共振成像技术的根本问题是，它们可以告诉大脑的哪些部分在人脸处理过程中变得活跃，但它们在直接测量神经元选择性方面很差，”他说，“正如我们之前的研究所示，正是这种神经元选择性预测了人脸处理的表现。”

为了验证他们的假设，即FFA中神经元选择性的差异是自闭症面孔处理能力差异的基础，Riesenhuber和该研究的第一作者，神经科学家熊江博士开发了一种新的大脑成像分析技术，称为局部区域异质性，以估计神经元选择性。

“局部区域异质性，或者我们称之为Hcorr，是基于这样一种观点，即具有相似选择性的神经元平均上会显示出相似的反应，而喜欢不同刺激的神经元则会做出不同的反应，”Jiang说。“这意味着有面孔处理缺陷的人在FFA中表现出的同质活动要比有更典型面孔处理缺陷的人多。人脸识别的能力。”

他们在15名患有自闭症的成年人和15名没有自闭症的成年人中测试了这种方法。自闭症患者也接受了社会/行为功能的标准评估。

研究人员发现，在每次自闭症参与者中，人行为的能力与HCorr估计的右FFA中的调整特异性紧密相关。这种发现是通过另一种先进的成像技术，FMRI快速适应的确认，在以前的工作中所示的是神经元选择性的良好估计。

“相比，与更成熟的FMRI快速适应技术相比，HCORR有几个显着的优势，”江泽民说。“Hcorr更敏感，并且可以估计神经元选择性以及FMRI.快速适应，但扫描扫描较短，甚至可以使用来自静态状态扫描的数据来估计神经元选择性，从而使得即使对于在扫描仪中不能执行复杂任务的个体，甚至可以使技术甚至是低运行的自闭症成人或年轻人孩子们。”

“研究表明，就像典型的成年人一样，FFA区域仍然是负责面孔处理的关键区域，该区域神经元选择性的变化是自闭症患者面孔处理能力变化的基础。”我们的研究确定了一个明确的干预目标，”Riesenhuber说。事实上，在研究完成后，研究人员成功地尝试改善自闭症参与者的面部识别技能。他们向参与者展示了一开始非常不相似，但后来越来越相似的面孔，并发现FFA调整随着辨别面孔的行为能力的提高而提高。“这表明高层脑区可能在成年后仍有些可塑性，”Riesenhuber说。

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