《Scientific Reports》：Functional connectivity in infants’ visual cortex and its links to motion processing and autism
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为探究婴儿期自闭症早期神经标记，研究人员针对5月龄婴儿，利用脑电图（EEG）技术，分析了其在观看社交与非社交场景视频时的视觉皮层功能连接（theta, alpha, gamma rhythms）。研究发现，社交场景下的gamma连接既与后续自闭症状相关，也与先前报道的全局运动视觉皮层偏侧性模式相关联，提示二者存在共通的整合机制。此外，非社交场景下更高的theta连接强度可预测未来的自闭症状。该研究揭示了视觉皮层功能连接异常作为自闭症早期潜在生物标志的价值，并强调了运动处理与社会感知之间的可能联系。
在生命早期探明自闭症谱系障碍（Autism Spectrum Disorder, ASD）的神经发育轨迹，是科学界面临的重大挑战。自闭症通常在幼儿期才能被临床诊断，如果能找到更早、更客观的生物学标记，将有望为早期干预打开一扇新窗。以往的研究提示，视觉信息处理，特别是对全局运动（global motion）的感知，在自闭症个体中可能存在异常。更有趣的是，这种对物理运动信号的加工差异，或许与核心的社会性症状（如面孔识别、社交互动）存在深层的神经关联。那么，这种关联的神经基础是什么？能否在症状显现之前的婴儿期就捕捉到相关的神经活动特征？这正是当前研究试图回答的核心问题。
此前，同一研究团队已经发现，在5月龄婴儿中，那些在学步期表现出较高自闭症状的个体，在进行全局运动感知时，其视觉皮层表现出非典型的偏侧性模式。这暗示着，与运动处理相关的脑区活动异常，可能是一个非常早期的信号。然而，这种偏侧性模式背后，是否反映了更基础的神经网络连接状态的改变？为了深入探索这一问题，研究人员基于同一批婴儿在同一次实验记录中进行的另一项任务的数据，将目光投向了大脑不同区域之间的“对话”机制——功能连接（functional connectivity）。他们假设，视觉皮层内部不同区域之间神经振荡的同步性（即功能连接强度）的异常，可能是连接早期运动处理异常与后续社交发展问题的关键桥梁。
这项研究发表在《Scientific Reports》上。为了检验视觉皮层功能连接是否与自闭症风险相关，并探究其与运动处理、社交感知的关系，研究团队招募了59名5月龄婴儿（其中包括39名具有较高家族自闭症风险的婴儿）。研究人员让这些婴儿观看包含社交场景（如人脸互动）和非社交场景（如移动的几何图形）的视频，同时使用脑电图（EEG）记录他们的大脑活动。通过分析大脑后部视觉皮层在不同频段（特别是theta频段、alpha频段和gamma频段）的神经振荡信号，并计算大脑中线区域与远外侧区域之间的功能连接强度，研究者们试图寻找这些连接模式与婴儿后续在学步期表现出的自闭症状之间的关联，同时，也检验这些连接模式是否与之前研究中发现的全局运动感知的视觉皮层偏侧性相关。
本研究主要采用了以下关键技术方法：1. 被试队列：研究纳入了59名5月龄婴儿，其中包括39名具有升高自闭症家族风险（elevated familial likelihood）的婴儿，构成高风险队列。2. 实验刺激与范式：向婴儿呈现社交场景（social scenes）和非社交场景（non-social scenes）的视频作为视觉刺激。3. 神经生理数据采集：使用脑电图（EEG）技术在婴儿自然观看视频过程中同步记录其大脑电活动。4. 神经振荡与功能连接分析：对采集的EEG信号进行处理，重点提取并分析视觉皮层区域的theta、alpha和gamma频段的神经振荡（oscillations）活动，并计算视觉皮层中线（midline）区域与外侧（lateral）区域之间的功能连接强度。
Gamma连接关联社会感知与运动处理
当婴儿观看社交场景时，视觉皮层中线与远外侧区域之间的gamma频段功能连接强度，不仅与他们在学步期表现出的自闭症状数量显著相关，还与研究者先前研究中报告的、在全局运动感知任务中观察到的视觉皮层偏侧性（laterality）模式存在关联。这一发现意味着，在社交信息处理过程中，视觉皮层特定网络的高频同步活动，可能是一个共通的神经整合机制，同时支撑着对物理运动（全局运动）和对社会性线索的加工。这为“运动处理与社会感知共享底层神经基础”的假说提供了直接的神经证据。
Theta连接作为独立的自闭症状预测因子
在观看非社交场景时，婴儿视觉皮层内更高的中线到外侧区域的theta频段功能连接强度，被发现能够强力预测其在后续随访中表现出更多的自闭症状。值得注意的是，这种theta连接模式与婴儿同期进行的运动感知任务中的大脑反应（即视觉皮层偏侧性）没有相关性。这表明，在非社交情境下视觉皮层低频神经同步的增强，可能是独立于早期运动处理异常的另一条神经通路，专门预示着未来社会性发展方面的困难，具有成为特定早期生物标志的潜力。
Alpha频段连接的有限发现
与分析的其他频段相比，alpha频段的功能连接在本研究中未发现与后续自闭症状或运动感知偏侧性存在显著关联。这提示，在婴儿期视觉皮层功能连接异常中，theta和gamma频段可能扮演着更为关键和特异的角色。
综上所述，这项研究揭示了婴儿视觉皮层功能连接异常作为自闭症谱系障碍潜在早期神经标记的重要价值。具体而言，研究得出了以下核心结论：首先，在社交信息处理背景下，视觉皮层gamma频段的功能连接，构成了连接早期全局运动感知异常（表现为非典型皮层偏侧性）与后续自闭症状的一个可能的神经整合节点。这支持了运动处理与社会感知在发展上可能存在共享机制的观点。其次，更为重要的是，在非社交信息处理背景下，婴儿视觉皮层中线到外侧的theta频段功能连接增强，被发现是后续出现更多自闭症状的一个强有力的独立预测因子，且该预测关系与同期的运动感知能力无关。这表明，存在一条独立于运动处理通路的、基于theta振荡同步性的早期神经发展轨迹，该轨迹的异常可能专门预示着社会性发展方面的挑战。最后，该研究通过结合高风险婴儿队列、多任务EEG范式以及跨时间点的症状评估，成功地将婴儿期静息态（观看视频）下的神经活动特征，与未来的行为表型联系了起来。这些发现不仅推进了我们对自闭症极早期神经发育机制的理解，更重要的是，为开发基于神经生理信号的、可用于婴儿期的客观风险筛查工具提供了新的具体靶点（即theta和gamma频段的功能连接）。未来研究可以在此基础上，进一步探索这些异常连接模式的发育稳定性、特异性及其与不同自闭症亚型症状维度的关系，从而为实现更早、更精准的识别和干预铺平道路。
