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哈佛新发现:脑电波可预测婴儿是否会发展出自闭症

本文来自波士顿儿童医院的网页新闻报道

Babies’ EEG patterns predict whether they will develop autism

作者:Nancy Fliesler

图片来源:

波士顿儿童医院网站

Katherine C. Cohen

自闭症谱系障碍一般在1周岁以后或更晚才表现出明显的行为症状,但是如果可以更早地进行诊断评估,在婴儿期就进行干预,就会有更大的好处,因为婴儿期的大脑具有更强的可塑性

一项发表于国际著名学术期刊<<自然-通讯>>(Nature Communications)的研究发现,从3个月大的婴儿开始定期进行脑电波测量,可以远在孩子开始表现出疑似自闭症的行为之前,就检测出自闭症。

波士顿儿童医院和哈佛医学院认知神经科学实验室的负责人、该研究的主持者Charles Nelson博士说:“现在(自闭症领域)有一种非常迫切的需要,就是开发能在1周岁前的婴儿中使用的自闭症客观生物标记物

第一,这种生物标记物可以帮助我们确定哪些婴儿需要早期干预。第二,它们可以揭示某些会导致自闭症的大脑发育错误。第三,这或许可以帮助我们开发更为个性化的治疗策略,确定不同亚型的孩子最适用于哪些干预方法。”

大多数医院的儿科都有脑电图仪,它可以用来测量脑部的电活动,一般被用于诊断或评估癫痫。但同时脑电信号也包含了许多其他的大脑信息,比如不同频段脑电波振荡的强度:α波,β波,γ波,θ波和δ波。以往的研究已经建立了每种脑波和不同的大脑活动之间的联系。

追踪婴儿脑电波

此项研究招募了102名高自闭症风险的婴儿(定义:有一名患有自闭症的兄弟/姐妹的婴儿),以及69名低风险婴儿(同胞哥哥/姐姐发育正常,且一级或二级家庭成员中没有自闭症患者)。依次在第3、6、9、12、18、24和36个月龄的时候对两组被试进行脑电测量,每个频段脑波的能量都会被持续计算和追踪。

图为3至36个月的δ波和γ波。

绿色的实线代表低自闭症风险的婴儿,

橘色代表高自风险但未发展成自闭症的婴儿,

蓝色代表高风险且发展为自闭症的婴儿。

阴影区域代表95%的置信区间。

(图片来源:Nat Comms,2019)

该实验室的Gabard-Durnam博士说:“在数年中多次对同一个婴儿的脑电进行测量,可以帮助我们判断什么年龄段的脑电波可以最好地区分出孩子今后是否会患有自闭症。这种纵向研究也可以帮助我们去判断,发育过程中的脑电波变化曲线是不是比单次的脑电波检查更具有诊断价值。”

高风险组的102个婴儿中,有31名婴儿最终符合自闭症的诊断标准。根据诊断结果将这些孩子的脑电波数据分组,然后按三个发育时间段(3至12个月,12至24个月和3至36个月)对大脑的前额叶,颞顶区和全脑脑电波进行了分析。正式的自闭症诊断是在24个月和36个月月龄的时候进行的,诊断工具是标准化的自闭症诊断观察量表ADOS和临床观察。

主要发现

1、婴儿1周岁以内的前额叶脑电波能够最好地预测TA今后是否会有自闭症。接近诊断年龄(即当行为症状更为明显时)的脑电波测量并不能比12个月月龄之前的脑电波提供更多的有用信息。

2、单次脑电测量脑电波发育曲线(脑电频段随发育发生的变化)都可以作为有力的预测工具。

3、对具体脑电频段的分析发现,δ波和γ波的发育曲线能稳定地将后来被诊断为自闭症的婴儿与其他婴儿区分开来。

4、最终被诊断为自闭症的婴儿在1岁之内,δ波的总能量增长曲线更为陡峭(斜率更大),接下来的两年中δ波的的变化指标还能增加δ波对自闭症的预测力。

5、到36个月龄的γ波总能量也能将自闭症孩子和其它孩子区分开:相较于其他组,最终被确诊为自闭症的高风险婴儿6个月时前额叶的γ波偏低,3岁以内的增长速度也偏慢

该研究的作者在文中指出,开发自闭症早期脑电波生物标记物具有巨大潜力,希望其它科学家能开展更多的研究,用其它的被试样本来验证本研究的发现。

Gabard-Durnam博士认为:“研究结果表明,在临床行为症状显现以前,早期的脑发育能够为检测婴儿今后是否患有自闭症提供一个检测窗口。在最好的时机用有的或创新的干预方法,给自闭症婴儿带来更好的干预效果。”

文献参考链接:https://www.nature.com/articles/s41467-019-12202-9

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翻译 | Jia

审核 | Dr. Young

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