社会关爱&科学认识,自闭症患者并不孤独 我校冯建峰教授自闭症研究成果在国际权威杂志发表

03.04.2015  20:42

还记得昨日飘扬在校园里、大街上的蓝丝带吗?还记得朋友圈里洋溢的关爱之情吗?没错,这些都是为了他们——来自星星的孩子。

自闭症又称孤独症,是发生于婴幼儿时期的特殊的精神障碍。全世界患者达3500万,发病率达到1/88,差不多100人中就有一个孤独症患者,这个比例还在逐年增加。联合国于2007年12月全体会议上确定每年4月2日为世界自闭症日,呼吁社会更加深入走进自闭症群体,给予自闭症人士提供一个公平、包容、关爱的社会环境,并能积极参与共同传递蓝色正能量。

除了社会的关爱,科学家们也正设法运用科学来走近这一群体,以期为他们的治疗与康复提供依据。近日,我校冯建峰教授提出一种全脑关联分析法(Brain-Wide Association Analysis,BWAS),首次把脑功能连接分析提高到全脑体素水平,建立超高维度的全脑功能连接图谱,并利用脑影像大数据成功找到与自闭症显著关联的脑区及脑区之间连接。相关研究结果发表在三月二十日的国际权威杂志《Brain》。

研究人员利用BWAS方法对近1000个自闭症及正常对照组的静息态功能核磁共振数据进行分析,成功找到与自闭症最关联的脑区。与传统研究不同的是,该研究不基于任何先验的假设,而直接对全脑任意两个体素的功能连接进行分析,最终从1,134,570,430功能连接中找到显著关联的功能连接。

这种全脑关联分析是一种纯数据驱动方法,该方法的最大的特点在于为功能连接分析提供了一种标准的模式,这种标准化的范式使其他研究小组相关结果精确比较对照以及荟萃分析成为可能。

BWAS方法提出者,复旦大学计算系统生物学中心、上海数学中心、英国华威大学计算机科学系冯建峰教授指出,传统的脑功能连接分析由于样本量的限制,统计效能较低,无法实现全脑体素水平的功能连接分析。此次我们总共分析了近1000个样本,使得该方法能够得以成功应用。随着脑影像数据的不断积累,这种分析方法势必会得到越来越广泛的应用。

该研究通过分析最后找到20个与自闭症最相联的脑区,这些脑区包含了多个与自闭症相关的神经环路,它们之间功能连接在自闭症病中呈现显著降低或升高在一定程度上能够解释自闭症临床症状。冯教授解释说:我们发现自闭症患者一个重要神经环路颞叶视觉皮层与腹内侧前额皮层的功能连接显著减弱。颞叶视觉皮层主要参与社交行为中的人脸表情识别,而腹内侧前额皮层与情感以及社交密切相关。

研究人员还发现在自闭症患者中在顶叶与空间功能相关的区域也存在明显功能连接减弱。他们认为人脸表情以及区分自我和环境是人脑theory of mind的两个重要组成成份。这些脑区之间功能连接的减弱可能导致自闭症症状的主要原因之一。

研究人员称他们的方法能够非常容易推广到其他认知相关的疾病中,比如强迫症、多动症和精神分裂症等,寻找与之相关联的脑区。冯教授解释说:“我们利用BWAS方法总共分析了418个自闭症患者和509个健康对照组的数据。如此大的样本量,使得我们首次能够利用荟萃分析实现对病人与健康人全脑体素水平的脑功能连接的比较,并在严格的统计校正下找到显著结果。在此之前,如此高维的特征下找到显著结果基本是不可能的。

与传统的功能连接分析方法,如种子点法,独立成分分析法,不同之处在于,BWAS是基于体素水平的功能连接分析,全脑任意两个体素的功能连接都会在正常人与病人之间进行比较,这是一种纯数据驱动的方法,不需要任何先验的假设。”该研究已发表在《Brain》,题为:Autism: Reduced Connectivity between Cortical Areas Involved with Face Expression, Theory of Mind, and the Sense of Self.