自閉症スペクトラム障害の幼児における多次元機能的接続アーキテクチャの変化

科学分野:

• 神経科学
• 発達心理学
• 生物物理学

背景:

• 自閉症スペクトラム障害（ASD）は、原因不明の神経発達障害です。
• 脳機能ネットワーク接続の変化は、ASDの臨床的特徴に関連しています。
• これらの異常の特定のパターンとメカニズムは、さらなる調査が必要です。

研究 の 目的:

• 自閉症スペクトラム障害（ASD）におけるネットワークトポロジーと動的遷移を調査すること。
• 周波数帯域全体にわたる静的および動的機能ネットワークを分析すること。
• ASDの子供における周波数間相互作用を探索すること。

主な方法:

• ASDの子供36名と健常対照（TD）の子供36名を募集しました。
• 安静時EEGデータを用いて、4つの周波数帯域（δ、θ、α、β）にわたる静的および動的低次および高次機能ネットワークを構築しました。
• グラフ理論的指標、状態エントロピー、および周波数間ネットワーク分析を適用しました。

主要な成果:

• ASDは、低次および高次のネットワーク全体で周波数帯域にわたる接続性の変化を示しました。
• ASDでは、α帯のトポロジーの乱れ（低いクラスタリング係数と効率、高い特性経路長）が顕著でした。
• 高次ネットワークは、時間的および周波数特異的な動的異常を示し、低次ネットワークではβ関連結合が増強され、高次ネットワークでは広範な減少が見られました。

結論:

• ASDの幼児は、低結合性と高結合性が共存し、ネットワークトポロジーが乱れ、時間的ダイナミクスが異常であることを示しています。
• 階層的、動的、および周波数間分析を統合することで、ASDの神経生理学に関する新しい洞察が得られます。
• これらの発見は、ASDの潜在的なバイオマーカーを示唆しています。