圖片來源：MICHELA BUTTIGNOL,自閉癥患 Spectrum

大部分人不會將自閉癥與視覺問題聯系起來。尚不清楚非典型視覺如何與自閉癥的更快核心癥狀如社交和語言障礙、重復性行為聯系起來。運動

然而檢測自閉癥如何影響視覺為在神經水平理解這一問題帶來了巨大的自閉癥患希望。在過去50年里，更快我們對于視覺的運動了解遠多于腦中的其他領域，并且我們也對正常的自閉癥患大腦中神經活動怎樣導致視覺感知有一個充分的認識。

自閉癥患者中神經元的更快處理差異很可能是廣泛的，并且可能在不同的運動腦區間是相似的。因此，自閉癥患精確定位視覺區域的更快這些差異可能揭示出腦中那些還未被充分理解的與社交和語言相關的重要細節。

研究自閉癥患者的運動視覺可能也有助于將人的研究與動物模型聯系起來。神經科學家利用動物可以在不同水平上研究神經處理，自閉癥患從特定的更快基因和單個神經元到小的神經網絡和控制運動或者聽覺功能的腦區。

但是運動動物并沒有人那樣復雜和多樣的語言和社交功能。

相比之下，視覺處理在人和動物之間是相似的。我們可以利用我們在動物的神經元是怎樣處理視覺信息這方面的豐富知識在動物和人類研究之間架起一座橋梁。我們也可以用它去檢測關于自閉癥如何改變腦中神經功能的假設。

基于這些原因，我們將視覺系統視為研究自閉癥的重要途徑。利用這個方法，我們已經開始評估與自閉癥相關的腦改變的特定理論，這可能對科學家和臨床醫生都有重要的啟示。

采取措施

我們的方法是使用我們已知的視覺神經元的小網絡來測試關于自閉癥患者的理論。

我們以及其他一些人都提出，一個被稱為“歸一化”的過程在這些個體中異常弱。

術語歸一化是指相鄰神經元的活動并非獨立，即一個神經元的行為影響其相鄰神經元的行為。當神經元活躍時，它們通過向相鄰細胞發送抑制信號來降低其活性。

例如，更大的視覺刺激導致更多的神經元響應。然而，相鄰神經元之間的歸一化導致細胞抑制彼此的活動。這會導致一種有悖直覺的現象：對較大的刺激有較低的神經元反應。

歸一化通過神經元的小網絡進行。雖然我們正在通過研究視覺來驗證自閉癥患者歸一化更弱的假說，但歸一化在許多腦區域中也存在。所以這項工作可以推廣到其他感覺領域以及運動和認知區域。

歸一化被認為是通過抑制對視覺場景中次重要部分的響應來促進視覺。例如，對大而統一的背景區域比如天空，是不太有必要呈現出強烈而細致的神經響應的。感知一只飛過天空的小鳥可能更加重要。

歸一化很有可能幫助維持興奮性和抑制性神經活動處于一個合適的平衡，校正整體活動以致于它能夠處于這些小網絡中的一個特定范圍。

自閉癥中，弱的歸一化可能導致網絡內或者單個神經元過度強烈的神經響應，這可能會打斷腦內的信息傳輸。然而，我們還沒能充分理解這種效應對視覺和其他功能的影響。

為檢驗歸一化是否在自閉癥患者中異常弱，我們將研究重點關注在他們對視覺運動的感知上。在2013年，研究人員發現在一些情況下，自閉癥患者異常擅長于感知運動，這一違反直覺的結果實際上與視覺系統弱化的歸一化是一致的。

立刻消失

有著弱化的歸一化能力的自閉癥患者，被認為在選擇性運動視覺區域有更大的神經反應，這將提高運動感知。從這個假設出發，我們能預測弱化的歸一化如何影響神經活動或者視覺行為，然后在自閉癥患者中尋找差異。

我們正在檢驗神經學數據和人們在多個水平上感知之間的關系：視覺行為，神經響應和神經遞質。在我們的研究中，運動圖像在計算機監視器上短暫閃爍，然后參與者判斷它是向左還是向右移動。 如果他們回答正確，下一張照片出現的時間會更短。這個過程重復，直到我們找到參與者需要準確地感知運動方向的最小時間量。

我們發現，自閉癥患者能夠在大約正常人一半的時間內看到這種運動，這是一個驚人的巨大優勢。 通過功能性磁共振成像評估，這種增強的觀察運動的能力似乎與視覺皮層中更大的活性以及這些區域中的特定神經遞質的濃度有關。

這些初步結果表明，大多數患有自閉癥的年輕人的歸一化比正常同齡人弱。 有趣的是，少數自閉癥患者似乎沒有表現出這種差異。這種觀察提出了一個令人興奮的可能性，基于該特定神經回路如何運作來識別不同的自閉癥亞型。這項工作正在進行，我們的研究結果將在今年的神經科學學會年會上提出。

視覺檢測

了解自閉癥和歸一化之間的關系可能有助于我們揭示特定基因和神經化學物質在自閉癥和正常發育的大腦中發揮的作用。它也許還可以提高自閉癥診斷的速度和準確性，并預測治療結果。

例如，醫生可以給人們進行旨在檢測弱歸一化的視覺測試。這一措施可能比直接評估某些兒童，如聽力障礙兒童的語言和社交缺陷更容易。

弱歸一化也可能伴隨特定特征，例如感覺靈敏度。如果是這樣，理解這種聯系可能有助于臨床醫生和家庭制定新的策略來應對這些挑戰。歸一化強度甚至可以預測一個人對特定藥物或行為療法的反應。

然而，首先，我們需要更好地理解神經水平的歸一化與自閉癥相關行為特征之間的關系。針對人類和動物的大量科學研究可以幫助我們了解特定基因和神經化學物質在這個過程中的作用，以及這種過程在各種形式的自閉癥中是否不同。

本文章轉載自spectrumnews.org的許可。 文章首次發布于2016年10月25日。

原文鏈接：

本文翻譯：齊韞藝

本文審校：馬曉彤