新生儿大脑中的白质结构-功能耦合及其与幼儿期自闭症相关特征的关联

《Translational Psychiatry》：White matter structure-function coupling in neonatal brain and its association with Autism-related traits in early childhood

　　

摘要

新生儿大脑的白质通路经历了快速的成熟过程，然而这些通路内部的结构精细化如何驱动相应的功能重组，目前仍知之甚少。利用“发育中的人类连接组项目”（Developing Human Connectome Project）中399名婴儿（348名足月婴儿和51名早产儿）的多模态MRI数据，我们研究了白质结构与功能耦合（SFC）的发育轨迹，并探讨了其与髓鞘形成（通过T1w/T2w比值指标衡量）、早产情况以及后期自闭症相关特征之间的关联。研究发现，不同主要纤维通路中的SFC强度及其时间变化存在异质性：其中，下纵束和下额枕束表现出明显的左侧偏侧化趋势，这有助于语言能力和社会认知能力的发展。SFC与髓鞘形成之间的关联也是动态变化的——在大多数通路中这种关联会随时间减弱，但在下纵束中则选择性地增强。与足月婴儿相比，早产儿的SFC水平显著降低。值得注意的是，右侧皮质脊髓束中的SFC降低在某种程度上解释了18个月大时早产与较高程度自闭症相关特征之间的关联。此外，新生儿时期的SFC仅对早产儿具有预测这些特征的能力。这些发现揭示了生命早期大脑中结构与功能之间的动态、特定于通路的相互作用，并表明新生儿时期的SFC是早产与后续神经发育风险之间的关键纽带。