脑电波数据和听力测试可能有助于早期诊断自闭症
![The need for new analytics. (A) Sample data from ABR pooled over multiple trials. Inset shows one trial while time series show the absolute (positively rectified) responses across trials. (B) Traditional approach is to take epochs of the data and stack up the waveforms to obtain the mean and standard deviation under an a priori theoretically assumed distribution (e.g. the Gaussian distribution in the inset). The theoretical mean is the black curve, and the red curve is two standard deviations from the theoretical mean. The data above the red curve is considered superfluous (gross data) and as such does not enter the analyses. (C) A different approach considering the moment-by-moment fluctuations away from an empirically estimated mean (Micro-Movement Spikes, MMS, standardized between 0 and 1 to scale out disparate anatomical sizes of e.g. head circumference). These fluctuations change from window to window (D), shifting in a nonstationary way according to shifts in probability distribution function (PDF). These PDFs best fit the data in a maximum-likelihood estimation (MLE) sense with 95% CI. Inset zooms in a sample window of fluctuations in (C), requiring a minimum of 100 peaks to ensure high confidence in the estimation. Credit: PNAS Nexus (2023). DOI: 10.1093/pnasnexus/pgac315 脑电波数据和听力测试可能有助于早期诊断自闭症](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2023/brain-wave-data-and-he.jpg)
罗格斯大学领导的一项新研究表明,在新生儿例行听力测试中收集的脑电波数据可以帮助临床医生发现婴儿早期的自闭症等神经发育障碍。
研究人员发现,后来被诊断为自闭症谱系障碍(ASD)的新生儿脑干对声音的反应明显延迟。与神经发育正常的新生儿相比,这些新生儿平均有1.76毫秒的滞后(系统以微秒的时间尺度运行)。
这些新生儿可能难以将声音与视觉、运动和疼痛等其他感官流结合起来,因为他们接触声音频率有限。此外,他们可能在社交交流和学习语言方面存在困难。
这项研究由PNAS的关系由罗格斯大学心理学教授伊丽莎白·托雷斯领导的研究小组提出了一种可能的方法,可以开发一种通用的筛查工具神经发育障碍有针对性的个性化治疗的新途径。
“只需很少的努力和成本,我们就可以建立一个通用的筛查测试,以消除婴儿神经发育的差异,并建立此类测试的规范量表动态的过程托雷斯说,他也是新泽西自闭症卓越中心的主任。“这将使我们能够尽早测量个体偏离这些典型神经范围的情况神经系统正在迅速改变和适应环境,大脑-身体回路正在形成。”
在这项研究中,研究人员检查了通过听觉脑干反应(ABR)测试来评估听力的波形波动,这些波形在重复过程中经常被丢弃。在这项测试中,临床医生向熟睡的婴儿播放咔哒声,用软电极记录婴儿的大脑反应。
“在出生时,脑干就已经对呼吸、吞咽和排泄等生存功能至关重要,但同时也是连接新皮层、皮层下区域、小脑和大脑的管道脊髓在这种情况下,行为的紧急控制和协调产生了社会行为的基本积木,”托雷斯说。“由于婴儿的大脑具有极强的可塑性,越早进行治疗干预,治疗就越有效。”
这些结果可以解释语言习得,感觉处理,和电机控制随着婴儿的成长和成熟,这些都是社会互动和交流的基础。这也解释了为什么年轻的自闭症儿童在他们的动作中有过多的噪音,重复的动作,或“刺激”,以及对各种感官刺激的意外反应。
在实验中,研究小组首先标准化了波形,以消除解剖学差异,如头围,作为变异的来源。然后,他们比较了后来被诊断患有自闭症的婴儿的波形自闭症谱系障碍同样数量的婴儿没有。
随后被诊断为自闭症谱系障碍的婴儿对咔哒声的反应持续延迟,并减少了对声音频率的接触。
托雷斯是感觉运动整合实验室和新泽西自闭症卓越中心的负责人,他说,当那些患有ASD的人在美国甚至后来在国外得到诊断时,他们的神经系统发展出了与神经正常婴儿不同的代偿性应对机制和电路。
研究人员可以尽早发现这些差异,以支持系统在与典型神经个体一致的范围和时间尺度内处理感觉信号,从而实现两个系统之间的信息处理和交流。
托雷斯说:“研究表明,所谓的‘重复的仪式化行为’是对一个系统的适应,该系统在不同的硬件上运行,尽管如此,它还是试图与我们交流。”“我们的研究结果让我们重新思考自闭症到底是什么。”
更多信息:Elizabeth Torres等人,感知回声:听觉脑干反应的时间错位是神经发育脱轨的最早标志,PNAS的关系(2023)。DOI: 10.1093 / pnasnexus / pgac315