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心 理科 学进展

2008, 1 6(2) :28 2-289  

Advances   i n  Psychol ogi cal   Sci ence 

孤独症 生命早期脑 过度生长现 象及启示  方俊 明 

曹漱芹 

(   浙江 师 范大 学杭 州幼 儿师 范学 院 ,杭 州 31 0027)  

(。华 东师范大 学 学前 与特殊 教育 学 院,上 海 2 00062)  

孤独症神经结构研 究 中近来一个重要 的发现是 ,孤独 症生命早 期存 在脑 过度 生长的现 象。进一步的 

探查表 明,孤独症个体脑的过度生长主要 由脑 白质的过度 生长造 成,并且脑的过度生长又主要体现 于那些较  晚成 熟的 高级脑 区。这一研究成果有助于孤 独症儿童的早 期发现 和诊 断,也提示孤独 症并不是 由单 一的局部  神经缺 陷造成 ,其存 在着广泛分布式的神 经发展 障碍 。   关键词

孤独症,脑过度 生长,早期诊 断,分布 式障碍 。  

分类号

R3 95 ; B8 45   象 和相 关证据,并对该现象 的启示意义展开讨论 ,  

1引言  孤独症是一种对儿童有着严 重不 良影 响的广泛  性发育障碍 ,其主要症状包括社会功 能障碍 、交流  障碍和刻板行为 。一直 以来 ,探查孤独症 内在 的神  经结构基础,解开孤独症病 因之谜 ,是不 同领域 的  众多研究者所致力 的方 向。近些年 ,人们运用脑成  像技术 (如核磁共振成像技术 MRI )和尸体解剖等  方法针对孤独症个体的神经结构展开 了大量研 究,   取得了一系列有价值 的研究成果 。   其中,一个最 为一致和惊人 的发现是,孤独症  个 体拥有 过大的脑体积 。研 究还发现 ,这种脑 的过  度 生长现象在孤 独症个 体的年幼阶段体现得尤为 明 

以期引起广大研 究者 的关注 。  

2 孤独 症脑 生长 的整 体探 查 :脑 体积 研 究  坎纳在最初报道 1 1名孤独症儿童时 曾经提到,   尽管这些儿童不存在 明显的大脑畸形,他们 中的 5  

个却拥 有异常大 的头I  。正式地针对孤 独症 的脑体  积开展研究 , 是近十几 年的事 。 这首先可追溯 到 1 99 3   年 Ba i l e y针对孤独症进行 的尸检研究【 1 ] 和 1 99 5年  Pi ve n等开展 的 MRI研 

。他们的研究都显示 :  

与控制组 ( 智 商 匹配 )相 比 ,孤 独 症个 体拥 有 更 大  的脑体积。  

显 。研 究者指 出:虽然 出生时孤独症婴儿 的脑体积  与普通婴儿没 有显 著差 异,但在随后的幼年阶段 ,   大部分孤独症 儿童脑 体积显 著地 大于普通儿童;随  着他们逐渐长大 ,其脑 体积 增长速度 又显 著下降,  

O 

O  O 

最 后 大 小 达 到 或 接 近 正 常标 准 【 l J 。针 对 局 部 脑 区 的 

. 

8  3  。 O  

进一步探查表 明,孤独症生命早 期脑 的过度 生长主  要是 由于脑 白质过度生长造成 ,并且脑 的过度 生长 

oo  b  o o 

又主 要 体现在 那些 较 晚成 熟 的高 级脑 区域 (如额  叶) 。当前,这些孤独症病理生理的有 关成 果引发 了  一

o 

1loo 

NarmalM t  ̄ l l Ul ̄So 

些重要理论模式 ( 如孤独症脑联结异常假设 )的 

1179m l盘 7l  

产生,因而对 于揭示孤独症 的深层机制具有重要意  义。本文将 系统回顾孤 独症生命早期脑过度生长现 

2 

3 

4 

图l  3 O名 2 - - 4岁孤 独 症男孩 的 脑体积  资料 来源 :Cou r c he s ne   E.Pi e r c e   K.Br a i n  ove r g r o wt h   i n  au t i s m 

收稿 日期 :2 007 — 05. 21  

・ 国家 社科 基金项 目“自闭症儿 童语 言障碍 和 干预绩 效 的实验  研究 ”(项 目编号 :06BYY1 8) 。   通 讯作 者 :曹漱芹 ,E— ma i l :c s qh j@1 63. G O e  r _

duri ng a cri ti eal  t i me i n devel opment  i mpl i cat ions  f or  f r ont al   pyramidal  neuron a nd i nt er nur on devel opment  a n d connecti vi t y.  

I n ̄ma t i o nal  i ot t mal  of   de ve l opment al  n eur os c i e nc e 。2005 。2 3:   l53-170 


第1 6卷第 2期 

孤 独症 生 命早 期脑过 度生 长现 象及 启示 

随着研 究的深入 ,这些最初 的研 究结果得 以拓 

效指标之一。例 如,Ba r t ho l o me u s z等 曾经调查 了 7 6  

展。美 国加利福尼亚大学的 Co ur c h e s n e通过研究发 

名 1 .   2 岁健康 男性全脑脑体积 与头围之间 的关 

现:“就 年龄较大 的孤独症个体而言 ,尽管他们中少 

系,发现头围虽不能有效预测年长个体的脑体积 ,  

部分 具 有 异 常 大 的 脑 体 积 和 头 围 ,但 绝 大 部分 的脑  

却 能有效预测 1 . 7 ~6岁儿童 的脑体积【  。 一些研究者 

体积 仍处 于正常范 围之 内— —孤独症过大脑体积现 

由此针对孤独症幼儿 2岁前 的头 围展开 了回顾性研 

象,最主 要体现在幼年 阶段 ’ ’I ”。  

究。这 些研 究显示:孤独症脑体积的过度增大主要 

2.1孤独症生命早期 的脑体积 

发 生于 出生后 的第一年 。  

在 一项 有关 孤独 症 儿童 脑体 积 的磁 共振 成像 

  ’

2.1 .1出生时的头围 

( MRJ)研 究中,Co ur c h es n e等率先运 用 MRJ技术 

目前 ,除 Gi l l be r g 等 的 极 少 数 研 究 指 出孤 独 症  

针对孤独症幼 儿的脑体积展开研究 。他们发现 ,30  

个 体 出 生 时 的 头 围 比正 常 略 大 外 【 7 1 ,大 部 分 有 关孤  

名 2 - - 4 岁孤独症 男孩 的脑体积 比控 制组 高出正常 

独症头 围的回顾性研究都 发现 ,孤独症个体 出生时 

1 0%,并且 9 0%孤独症 男孩 的脑体积都超 出正常水 

的头围等于或者稍小于正常水平 ( 见表 1 )【  。表 1  

平 (1 1 79±71 c m3 )( 见图 1 )【 4 J 。S pa r ks在 另一项研 

中,时间跨度达 8年 之久 的 5项研 究共 涉及 5 92名 

究中也发现 ,3  ̄4 岁孤独症儿童 的脑 体积 比正常儿 

样 本,其中出生时头围等于 正常 的样本有 50 2名 (占 

童约大 1 0%t  。  

8 5 %) ,头 围高于正常 的样本是 4 2名 (占 7%),头 

那 么,到底从何时起孤独症 的脑体积 高于 正常 

围低于 正常 的样本是 48名 (占 8 %)。既然头 围能够 

呢?由于孤独症很少在 2岁之前被诊 断出来 , 目前 

有 效 表 征 年 幼 儿 童 的脑 体 积 , 可 以 得 出 结 论 : 总 体 

仍缺 乏有关 2岁前孤独症幼儿脑体积 的 MRI研 究。  

而 言 ,大 部 分 孤 独 症 个 体 出 生 时 的 脑 体 积 处 于 正 常 

但根据研 究,头围是表征年幼儿童脑体积大小 的有 

范 围或 低 于 正 常 水 平 。  

表 1孤 独症 儿童 出生 时 的平均 头围 

资料来 源 :La i nha r t   J   E.Adva nc es   i n  a ut is m  n eu r oi ma gi n g  r es e a r c h  f or   t he   cl i ni c i a n  a nd   g en et ic i s t . Ame r i c n  a J ol / r l l a l   ofMe di c a l   Ge ne ics t   Par t   C,2006,142C:33-39 

表 2不 同年 龄孤 独症 儿童 头 围显著大 于正 常 的 比率 

资料来 源 :Lai nha r t   J   E.Adva nc es   i n  a ut is m  n eu r oi ma gi n g  r e s e rc a h  or f   he t   cl i ni c i a n  a nd  g en et ici s t . m e A r i c an   J ol / r l l a l   ofMe di c al   Ge ne ics t   Par t   C,2006,142C:33-39 

当然 ,研 究也同时显示 ,仍有少数孤独症个体 

在 出生时头 围要 高出正常水 平,这大约 占到所 有孤 


心理 科学进 展 

200 8焦 

独症群体 的 6%  至于这 少部分 的孤独症个体是具 

绝大部分研究显示 ,年龄较 大孤 独症个体的总 

有 与大 多数孤独 症个 体不同的生物特 性,还是他们 

体脑体积没有偏离正常范围。例 如,Cou r c he s ne等 

仅仅是脑异 常生长 的病理 时间有所 改变,而潜在 的 

发现 ,2- - 4 岁孤独症儿童 的脑体 积显著高于正常,  

神 经 生 物 基 础 与大 多 数识 独 症 没有 本质 区 别 , 还 有 

但 5 ~1 6岁 以及成年孤独症 患者 却不存在这一现象 

待于今后进一步 的研究。  

[ 1 】 a另一些 MRI研究分别报告了 4 ̄11岁【 ”】 、5 -1 3  

2. 2. 2幼年时期的头围 

岁  、7-11岁【  、1 2~1 8岁【  、8 , 45岁【  和 1 7   47  

Co uc h e s ne等 曾经 回顾 性地分析 了小样本孤 独 

岁【 埔】 的孤 独症 个体 在总体脑 体积 上与正常组没有 区 

症儿童从出生到 2岁期 间头 围的纵 向变化【 9 】 。结果 

别 。Re d c a y等在一项元分析研究 中指 出,孤独症儿 

显示 ,在出生和 1  ̄2个月时,孤独症儿童平 均头围 

童脑 的大 小在 生命 的头 2年里偏 离正常最多 , 在2 4  ,

显著低于控制组儿童,但是到了 6 , - - 1 4个 月,其平均 

岁达 到顶 点 ( 此 时其脑体积 比正常儿童高 出 1 0%,  

头 围却骤然高于控制组 达 1个标准差 。 La i n ha r t等 进 

脑重高 出 1 5 %) ,接着 差异 逐渐 降低 ,到了青年期其 

步把以上 Co uc h e s n e等研究结果加以汇 总 ( 见表 

2)【 8 】 。表 2的数据显示 :在孤独症出生后,随着年 

脑大小与正常标准之 间的差异不足 1 %【 l   9 l 。   当然 ,也有少 部分 的研 究发现一些年龄较大的 

龄的增加,其头 围显著高于正常 的比率越来越高 ,  

孤独症个体仍然有着过大的脑体积 。例 如,Ayl wa r d  

到 5岁 以后才有所降低。这表 明,孤独症在幼年阶 

等报告 ,8 ~1 2岁孤独症个体整体脑体积显著高于正 

段,脑体积增长速度高于正常 。  

常标准【  】 。对 于 这 些 少 数 不 同 的报 告 , Cou r c he s ne  

些研 究者注 意到,孤独症儿童早期头 围的过 

认为其并无妨碍我们得 出结论:幼年阶段是孤独症 

度 增长与其行 为表 现之间存在一定的关系 。其一 ,  

个体脑体积过大最为明显的时期。“孤独症个体的脑 

孤独 症儿童 头围的过度 增长与其行为征兆的 出现在 

体积在 3-5岁达到顶峰,这 比正常个体约早 6 ̄1 0  

时间上是一致 的。一般而言 ,人们只有在儿童 2岁 

年,那些表现 出过度生长 的区域 随后表现 出快速 的 

或者更 晚才能够观 察到孤独 症的典型行为特征。但 

生长速度下降乃至生长 终止”【 4 J 。  

近来 的研究显示,早在 1岁之前,孤独症儿童就 已 

通 过呈现现有的孤独症生命早期 、幼年之后脑 

经 出现 了一 些 行 为 征 兆 。Zwai g e nb a um 发 现 , 那 些 

体积的有关研究成果,我们可 以看到 ,孤独症个体 

在 24个月 时被诊断为孤独症的儿童,在 1 2个月时 

的脑生长发育遵循着一个异常 的时间序列 :早期 的 

就表现 出视觉追踪 、互动 、听到名字 转头定向、视 

过度 生长 以及 生长 的过早减缓乃至终止 。具体地说,  

线接触、模仿 、社会微笑 以及社会兴趣等 方面 的缺 

这里包含 了几个 重要的结论:(1)孤独症脑 的过度 

m】

针 对 孤 独 症 儿童 的家 庭录 像 的 回顾 性 研 究也 

生长现象 开始于出生后的第一年;( 2)从 出生到幼 

发现,孤 独症 儿童在 6个月时就显示 出更加关注非 

年早期 ( 2 ̄ 4岁) ,孤独症脑 的过度生长现象越来越 

社会性物品,而较 少关注 “人”这类异 常行 为【 l ”。  

明显 ;( 3)在幼年早 期的显著过度生长之后,孤独 

可见,孤 独症 早期的生物特征和行为特征在 出现 时 

症脑生长 的速度迅速下 降,脑 体积逐渐接近正常水 

间上存在着交叠 。一些研 究者据此推测 ,“脑 的过度 

平 。对于这些结论 ,我们今后 仍有 必要开展更多的 

生长 可能是孤独症行为症状 出现 的潜在原 因”【 l  。  

纵 向研 究予 以进一步的证实。  

其二 ,孤独症 婴儿期的头围的提 高程度与幼年期的  障碍程度呈现相关 。 Cou c he s n e在研究 中发现孤独症  早期头 围提高越大 ,5、6岁 时的障碍程度便越 严重  J 。

今 后,有必要开展更大 样本 的研究 ,以具 体确 

定孤独症儿童头围与其早 期行 为之 间的关系 。   2. 2孤独症幼年之 后的脑体积  幼年期的快速增长之后 ,孤独症儿童 的脑体积  增长速度随即转 向降低 。幼年期之后 ,孤独症个体  脑体积似乎达一个 “高原 ”状态 ,出现 了异常缓慢  的增长甚至不增长 ,这使得其与正常标准之 间的差  异逐渐缩 小,最终趋 向 “正常 ” 。  

3孤 独症脑 生 长 的微 观 探查  3.1脑 白质 、灰质研究  孤独症 生命早期脑的过度生长到底是 由于 白质  的过度 生长 造成,还是 由于灰质 的过度 生长造成 ,   抑 或是两者 同时造成 ?   3.1 .1 白质 研 究 

大部分研究者认 为:孤独 症生命早期脑 白质 的 

过度生长是其脑体积过大 的首要原因【  】 。 研 究发现 ,   整个幼年阶段 ,孤独症 儿童的脑 白质体积显著地高 

于普通儿童 。在脑体积 与普通 儿童差异达 到最大 时,   他们脑 白质 的异常 ( 高出正常组 39 %)远 比脑灰质 


第l 6卷第 2期 

孤 独症 生命 早期 脑过 度 生长现象 及 启示 

- 285.  

的异常 (高 出正常组 1 8 %)更加显著【 8 J 。在幼年后 

DTI研究中,同样发现孤独症组的胼胝体体积更小,  

期,当孤独症 脑的生长速度不 再比控制组 高很多 时,  

各项 异 性更 低 (1 o w a ni s o t r o p y),径 向扩 散更 高 

白质大于正常 的比率 (1 5%)仍然高于整个脑体积 

( i nc r e a s ed   r a di a l   d i us f i vi t y) ,这再次揭示 了孤独症  长 距 白质 联 结 的缺 陷I 2 3 J 。  

大于正常 的比率 【 4 】 。幼年之后 ,当正常儿童 的脑 白  质所 占比例持续增加时 ,孤独症儿童却只有灰质不 

脑 白质在神经 网络 中主要承担联 结功 能,以上 

断增加 ,白质逐渐停止 了发育 。Co ur c h es n e发现从 

发现促使人们提 出孤独症脑联结异常假设【 2 1 ] :在孤 

幼年 到青年 正常个 体大脑和小脑的 白质体积分别提 

独症个体 的局部脑 区,内部神经联结是过度 的;同 

高了 5 9%和 5 0%, 而 孤 独 症 个 体 只 增 加 了 1 1 %和 

时,各功能脑区之 间的远距 离神经联结却是不足的、  

7 %【 4 J 。也许正是 由于 白质所 占比例 的下降,才使得 

不同步的和缺乏反馈的 ,这可能导致他们在完成简 

整个脑体积看起来趋 向 “正常 ” 。  

单任务 ( 主要依赖单独 的低级脑区 )时具有优势 ,  

那么 ,这种脑 白质 的过度生 长又 具体体现 在孤 

而在 完成 需要 多个脑 区共 同协 作 的任 务 时遭遇 困 

独症的哪些脑区呢 ?在 比较和分 析了不同的研 究成 

难 。 目前,由于脑联结异常假设能够在一定程度上 

果之 后 ,可 以看到 ,孤独症脑 白质 的过度 生长并非 

较合理地解释孤 独症 行为上的能力优势 ( 如擅长机 

致性地全面呈现 ,实 际的情况是 :在有 的区域 生 

械记忆 )和缺 陷 (如无法 胜任 复杂的记忆任 务 )相 

长过度,而在另一些区域生长又不足 。生 长过度 的 

分离 的现象而 受到人们 的持续 关注 ,也得到了众 多 

区域 主要涉及 半球 内部短距离和 中等距离 的脑皮质 

研究 的支持 。例如,一项 f MRI研究发现,孤独症 

问 的 白质 联 结 【 2  ,而 生 长 不 足 的 区域 则 主 要 涉 及 半 

个体在句子理解任务 中两大语 言激 活区威尔尼 克区 

球之 间的胼胝 体、脑回之 间的 白质联结 以及皮质下 

和 布 洛 卡 区 的协 同 系 数 只 有 0. 31 , 远低 于 正 常组 的 

结构联结等长距离 的白质联结【 2 1 ] 。美 国哈佛大学医 

0 . 79 L 2  。更早的一项研究 中,美国国立卫生研究 院 

学 院的 He r be r t等 曾经采用 白质 分割技术将脑 白质 

神经科学实验 室的 Ho r wi t z等研 究者运用正 电子断 

划分 成外 部 白质 ( ou t e r  z o n e)和 内部 白质 ( i nne r  

层扫描技术 ( po s i  ̄o n   e mi s s i o n  t omo gr a ph y)探查 了 

z o ne)。其 中,外 部 白质 主要对应 的是放 射冠 白质 

1 4名 l 8 -3 9岁孤独症个体脑区功能联 结状况 。结果 

(c o r o na   r a d i a t a) ,实际上是指各脑叶皮层下的广泛 

也发现 ,与正常组相比,孤独症组的顶叶等其他低 

白质,但 不包括岛叶下方 的白质 。内部 白质则 主要 

级脑区与额 叶之 间的功能性联结受损和减少【 2 5 ] 。  

涉及 ( 1)大脑皮质、基底神经节 、间脑、脑干 、杏 

3.1 . 2 灰 质 研 究 

仁核 、脑桥 、脊髓等结构之 间的联 结纤维 ( 2)胼胝 

灰质体积方面 ,研究较有 限,结果 也不 一致 。  

体 、前 连合 、海 马 连 合 以及 ( 3)内囊 和 基 底 前 脑 系 

但总体上 ,除了少数研 究揭示孤独症脑 灰质 体积过 

统等 。磁共振成像检测之 后,He r be t等发现 ,在 内  r

大外 ,更多 的研究并没有证实这 一点。例如,He r be t  r

部 白质部分 ,孤独症组与控制组间不存在显著差异,  

等观察到,7 ~3 2岁的孤独症男性个 体只在 白质上而 

但外部 白质上 ,孤独症 组呈现体积过大的现象 ,并 

不是灰质上出现 了过度 的生长【 2 0 ] 。一些研究者甚至 

且越是神经髓鞘化偏迟的脑叶 ( 如前额叶 ) ,体积过 

认为,孤独症脑灰质 的体积异常可能是 由于所研究 

大的状况还越严重 。这表 明,孤独症 的脑 白质 过度 

样 本的智力因素等其他因素造成 ,白质 的差异更能 

生长主要存在于各叶皮层下承担短距 离或 中等 距离 

代表孤独症 的本质特点【 l 2 ] 。  

联结功能的外部 白质 ,并主要破坏较 晚成 熟的区域  【 2 

然而 ,值得注 意的是,脑 灰质 的体积正常并不 

尽管 He r b er t 这一研究并没有发现孤独症 长距 

意味着孤独症在脑 灰质上就不存在 问题 。例如,近 

脑 白质 的异常,近来更多的研究则进一步揭示 了他 

来 的脑皮质微观 结构 的探 索中,研 究者发现 孤独症 

们 长距 脑 白质 生 长 的不 足 。Di fus i on   Te ns o r   I ma gi ng  

脑 皮 质 的 基 本 信 息 加 工 单 元 一 一 功 能 柱 

( DTI)技术是 当前 一项极有 前景 的利用 脑中水分 

( mi ni co l un m)存在结构异 常。功能柱在垂直于皮 

布 的物理特性来 达到直接 测量脑 白质结构特性 目的 

层表面的方 向呈柱状分布,里面包含 了 8 0~1 00个功 

的技术 。在一项 DTI研 究中,研 究者发现 ,孤独症 

能相同 的锥体神经元和 中间神经元 以及输入和输 出 

存在广泛 的白质 分布 异常,包括颞顶叶联合部位的 

轴突 ( 从第 6层一直延伸到皮质表面 ) ,而每 40 ~80  

白质减少 ,联 结感觉 区和前额区的胼胝体整体也有 

个功能柱则构成一个复合功能柱 ( ma c r o c ol un m) [  。  

所减少等 【 2 2 ] 。最近 ,Al e xa n de r等在一项胼 胝体的 

Ca s no a v a等率先对孤独症脑皮质的功能柱进行 了研 


286.  

理科 学进 展 

究 ,发现孤独症在额 叶和颞叶等区域 ( BA9, 21 , 2 2)  

2 008正 

3. 2局 部脑 区研 究 

功 能柱 数量 更多,但 是每 个功能柱 中神经元数量更 

孤独症生命早期 的脑过度生长又主要 体现 在脑 

少 ( 每个功能柱尺寸更窄 ) ,Ca s a no va认为这可 以较 

的哪些区域呢 ?大量 的研究显示 ,这 种过度 生长是 

好地解释为什 么孤独 症看起 来具有正常的整体神经 

广泛而弥散 的,其体现于脑皮质和下 皮质 的诸 多区 

元密度【 2 7 1 。Bu xh oe ve d e n等近来 的研究也有 同样的 

域。  

发 现 :孤 独 症 个 体脑 皮质 的 功 能 柱 尺 寸 更 小 ,数 量 

3 . 2.1皮质 区域  

更 多,并且最大 的偏 离出现在 背侧 前额叶和眼眶前 

就大脑皮质而言 ,大多研究揭示 了两个现象 :  

额 叶,其次是颞 叶,而初 级视 觉皮质区域则不存在 

(1)孤独症 的额 叶、颞叶和项叶都存在体积过 大的 

可观察到 的异常l 船1 。研究者还提出 ,孤独症过多的 

情况,枕 叶却 体积 正常 。例 如,Pi v e n的研究发现,  

功 能柱可 能能解释他们过 多的短距 白质 联结,而复 

除了枕叶之外 ,孤独症额叶 、颞 叶和顶 叶的体积都 

合功 能柱 的异常则可 能能解释他们 长距 白质的异常 

显著高于 正常水平l   1 。Ca r pe r等在 2 -4岁孤独 症幼 

[ 271

儿的脑叶中也 发现 了同样 的模式l ¨1 。( 2)在额 叶、  

以上有关孤独症功能柱的研究使我们对孤独 症 

脑 灰 质 有 了进 一 步 的认 识 , 也是 未 来 一 个 值 得 关 注 

颞 叶和顶 叶中,额叶又呈现 出最大 的体积偏差 。图 

的研 究 方 向 。  

2呈现 的是 Ca r pe r所研 究的 1 2名 2-4岁不 同智商水  平 ( 包括智 力落后)的孤独症儿童各脑叶 的体积状  况 。该 图显 示 ,这 些孤 独 症 儿 童 的额 叶 和 顶 叶 的 白 

3 

质 高 于 正 常水 平 , 而额 叶 和 颞 叶 的灰 质 高 于 正 常 水 

2 

平 。总体看 ,额叶的异 常最 为显著 。研究还发现 ,   在额 叶中偏离得最 为严 重的是背 外侧 回和 中央前回 

訾1  

1 181

而这两个 区域都承担着高级 的语言、言语、社 

0 

会和认知功能 。  

1 

在承担高级机能的大脑区域 ( 如额叶 ) ,其体积异常 

以上两个现象显示 ,就孤独症个 体而 言,越 是  -

额 叶  顶 叶 

颞 叶  枕 叶 

的情况就越严重 。了解正常大脑发育 的特 点或许有  助 于 我 们 理 解 这 一 点 。婴 儿 出生 后 ,其 大 脑 要 经 历  多 年 的 神 经 分 化 、 树 轴 突 生 长 、髓 鞘 化 以及 突 触 生  长等 过程 ,才 能 最 终 成 为 成 熟 的脑 并 产 生 相 应 的 高 

级心 理机 能。但是 ,这种神经分化过程在 时间进程  上具备特 定的区域 性和功能性 。一般而言 ,后部 的  咯 

脑 区在发展上要先于额叶系统 , 而承担简单功能 ( 如  视觉 )的脑系 统在 发展 上要先于承担复杂功能 ( 如  语言理解 、社会交往和 自我意识 )的脑系统l  1 。以  脑皮质 的树突 生长 为例 。出生时,视 觉回路的锥状  神经细胞的树突生长 已经完成了 3 3 %,而额叶只完  额 叶  顶叶 

颞 叶  枕 叶 

成 了 11 %。2岁 时,这种树突生长在视觉回路完成  了9 3%,而在额叶回路却只完成了 6 2%l  1 。一些研 

图 2 2 ̄4岁 不 同智商水 平 的孤独 症儿 童个 脑 叶的体积 状况  注 :两 图 中间的虚 线代 表 的是控 制组 的平 均水 平, ・ 口≤O. 05,   ≤ O. 005 

资料 来源 :Ca r pe r   R  A, Mos e s   P ,Ti gue   Z  D,e t   a 1 .Ce r e br al   l o bes  

究者认为 ,由于孤独症存在早期 的过度 生长 以及生  长的提前减速 ,那些更早形成 的区域 ( 如枕 叶)受  到 的 影 响 可 能 更 小 ,而 更 晚 形 成 的 区域 ( 如额 叶)   受 到 的 影 响 可 能 更 严 重 。据 此 ,可 以推 测 ,孤 独 症  

i n  aut i sm: earl y  hypeol  ̄i a  and abnor mal   age  efect s.Neur oi mage,  

不仅 在完 成需要 运用 多个 脑 区的任 务 时会遇 到 困 

2o02.16:l038 ̄105l  

难 ,而如果这多个脑区 中涉及高功能脑 区 ( 尤其是  额 叶) ,其遇到的困难还将更加明显。目前 ,大量 的 


第l 6卷 第 2期 

孤独 症生 命早 期脑 过度 生长现 象及 启示 

研 究业 已证实 了这一推测 ,在相 同的任务 中,孤独 

具有 正常的头围,而之后表现 出头围显著超过正常 

症 个 体在局 部 的低 级功 能脑 区往往 出现 更 多的激 

标准 ,则符合这一指标 。  

活,而在具备整合功能的高级大脑区域则激活不足。  

此外 ,妞果将这一生物指标 与行为指标 (早期  的行为征兆 )相 结合 ,还 能够进一 步增 强其潜 在的 

3. 2. 2 下 皮 质 区域 

在下皮质 区域 ,研 究者较多地探查 了孤独症杏 

预测力 。近年来 ,一些研 究者 已经开始 依据早期的 

仁核 、胼胝体和 小脑等 结构 。这些研 究成果 同样 向 

行为征兆 ( 如缺乏 目光对视 、社会性微笑 )来 帮助 

我们展现 了孤独症脑异常生长的广泛性分布。  

更早地发现孤独症婴儿 。但单纯地依赖这些行为指 

杏仁核 。不 同的研究揭 示了特 定年龄 孤独 症个 

标可能会存在一些局 限。一方面 ,一些程度较轻 的 

体杏仁核体积过大 的现象 。例 如,Sc h uma nn等在研 

孤独症儿童可能在早期并 没有 明显 的行 为表现 (行 

究 中发现 ,学龄孤独症个体 ( 7. 5~1 2. 5岁 )的杏仁 

为指标缺乏灵敏性);另一 方面 ,其他类 别的发展 障 

核体积显著过大,但青年孤独症个体 ( 1 2. 5 ~1 7. 5岁)  

碍儿童也可能具有类似 的行为表现 ( 行为指标缺乏 

的杏仁核却体积正常[ 1 2 】 。研 究业 已证实杏仁核在情 

针对性 )。同样 ,单独使用 头围指标 可能也会遇到相 

感、社会判断 、社会注意和社会 认知 中的作用 。一 

似 的问题 。其一,有 的孤独症儿童从一 出生就具有 

些研究者 由此认为杏仁核 的过大 可能与孤独症 个体 

更 大的头围,其头围异常快速 增长的现象并不 明显 

异 常的社会 交往有 关。   胼 胝体。胼胝体的完整性常被视 为脑联结状况  的指标之一。针对胼 胝体的 MRI研究一致地发现,  

些 正常儿童和 其他 发展 障碍 儿童也会有类似的表 

孤独症 个体的胼 胝体体积过 小[ 1  。这证 明孤独症脑 

现 ( 生物指标缺乏针对性 ) 。然而 ,如果将这一生物 

的过度 生长是有区域 选择的 ,也 印证 了孤独症个体 

指标与现有 的行为指标结 合起来 使用 ,也许会为孤 

各功能脑 区之 间存在远距离联结 的不足 。  

独症 的早期诊断带来 新的前景 。今 后的任务在于,  

小脑 。有关 小脑体积 的 MRI研 究,结论并不一 

细致地探索如何将这两者 结合起来创造 一个 更具有 

致 。Co ur c he s n e和 S pa r ks分别发现 2  岁和 3 - - 4岁 

敏感性和准确性 的预警系统 ,以促使 实践工作者对 

孤独症儿童整体小脑体积过大 。 Pi v e n也 报 告 孤 独 症 

青年和成人 在小脑体积上的过度增大 。与此相反 ,   Co dy Ha z l e t t则在研究 中发现 ,1 8~3 5个月大 的孤独 

“高危 ”婴儿给予进一 步的关注 。   4. 2孤独症可能存在分布式的神 经发展障碍  在过去,受到成人 “脑损伤 一对应症状 ”研 究 

症儿童 的小脑灰质和 白质 体积 与控 制组之问并没有 

范式的影响,人们往往 以单一 的功能系统或认知 一  

显著差异 [ 1 ] 。对 于这些不一致 的结果 ,有必要 开展 

行为领域 ,或以某一特定的局部神经异常来解释孤 

进一步的研究加 以确认。  

独症 表现 出来的各种缺陷 。较早的研究对小脑蚓体 

4启 示  4.1 孤 独症 可 以 更 早地 被 发现 出来  

及早地发现和诊断孤独症 ,对 于孤独 症早期干  预的疗效至为关键 。按照现有 的诊 断标准 ,孤独 症  一

(生物指标缺乏灵敏性 ) ;其二 ,研 究表 明,并非所  有 生命 早期头围过 度增长 的儿童都是孤独症儿童 ,  

般在 2   岁才能被正式诊断出来【 “。然而,孤独 

症 生命早期脑 的过度 生长现象提示我们 ,借助这一  指标 ,孤独症 可 以更早地被发现 出来 。将头 围的过 

度增大作 为孤独 症早期的危险信号具有 巨大 的科学  和 临床价值 。为了提 供更好的参照 ,我们还有必要  建立和完善大样本 的正常婴幼儿头围变化的数据系  统 。值得 强调 的是,我们在这里所谈 的脑 的过度 生 

长是指脑的生长速 度过快,在操作上是指 1 —2岁儿 

童头围 的增长速度过快,而不是指“绝对脑 的大小 ” 。   因此 ,那些从一 出生就 具有更 大的头围的儿童 ,并  不符合这一标准 。但 如果某儿童在 出生 的头几个月 

给予了极 大的关注口o - 。 自从确定孤独症具有社会 一   情感加工缺 陷后,人们又提 出了 “杏仁核理论 ”[ 3 1 】 ,   认为杏仁 核 (与社 会认知、情感等有关 )缺陷是造  成孤独症 各领域缺 陷的主要原 因。   然而 ,现有 的孤独症脑 的过度增 长和 局部分布 

的研究提示 ,孤独症并 不是 由局 部缺 陷造 成,而很  可能涉及到广泛 的神经 发展 异常,其 不仅 影响的是  灰质 ,也影 响白质 ,以及广泛 的脑皮质和 各个子脑  区 。只是 ,一些组织或 结构受到 的影响较 大 (如 白  质、额 叶) ,而另一些 组织或结构 (如枕 叶)受到的  影响较小 。尽 管诸如 “杏仁 核理 论”等模 式为我们 

更好地认识孤独症提供 了可 能,如今却是放弃这种  “局部缺 陷”观点并转 向 “分布式缺 陷”观 点的时  候了 。在回顾有关孤独症脑 白质 、灰质和局 部脑 区 

的研究成果之后 ,可 以得到 以下几个 重要 的假 设:  


心理 科学 进展 

(1)孤独症的额叶这一最晚成熟的高级功 能脑 区存  在缺陷,其潜在的机制包括异常 的功能柱 ,过度 的  局部联 结等 ;( 2)孤独症低级 的基本信息加工脑区,  

如枕 叶,功 能相 对保 留,但是不能服务于高层次的  以情景 为基础 ,以 目标为导 向的任务:( 3)孤独症  不 同脑 区之 间缺乏有效的长距功能联结。  

2008笠 

l06~Ill  

2 Kanner L.Aut ist i c di st ur ba n ces  of  afect i ve cont act .Nervous  Chi l d,1943,2:17-50 

3   Pi ve n  J ,Amdt   S,Bai l ey  J ,e t   a 1 .An  MRJ   s t ud y  ofbr a i n  s i z e  i n  aut i sm.Am er i al c   Journal   Psychi at ry,1995,152:l145-1149  4 Courches ne  E,Pi er ce K.Br ai n  overgrowt h i n  auti s m dur ing a  cr it ical   t i me i n  development   i mpl i cat i ons f or  f ront al   pyrami al d  

近来 ,以上 “分布式缺 陷”的观点得到了来 自 

neur on  a n d  i nt ernuron  development  a n d  connect i vi t y.  

功 能性脑 成像 研 究和孤 独 症认 知 一行 为研 究 的支 

I nt e r na t i ona l   j ou r na l   of   de ve l opme nt al   ne ur os ci e nc e,2 005,23:  

持 。功 能性脑成像研 究方 面,美国卡 内基 一梅隆大 

l53-170 

5 Sparks  B  Fr iedma n  S D,Shaw D W  et  a1 .Br ai n st ruct ural  

学心理系 J u s t等近来带领其研究小组探讨 了不 同任 

abnorma li ies  t i n yo n g  chi l dre n  wi t h aut i sm  spect rum di sor de r.  

务 ( 语言 、记忆 、社会认 知、执行 功能等 )中孤独 

N eurol ogy,2002,59:184-192 

症个体脑区 的激活情况 。这些 结果表 明,孤独症在 

6 Bart holomeusz H H,Cou r chesne E,Kams C M .Rel at ion s hi p 

各类功能任务 中都表现 出脑 的异常激活:部分低级 

bet wee n  heed ci rcumfer ence a n d br ai n vol ume i n heal h y  t

脑区激活增 多,高级脑 区激活减少 以及 不同脑区之 

nor m a l  t oddl ers,chi l r en  d and  adul t s.Neur opedi at ri cs,2002,33:  

间的功能联结不足 。J st得出结论,孤 独症 个体存  u 在着广泛的脑区之间的联结不足[ 2 4 】 。认知 一行为研  究 方 面 ,Mi ns he w 和 Gol e s t e i n全 面 测 查 了孤 独症 成  人 视 觉 空 间 、注 意 、记 忆 、语 言和 概 念 等 各 个 功 能 

239-241  

‘  

7 Gi ll be rg C, de Souza L. Head ci rcumf erence i n auti sm,   Asper ger  s ynd r ome.  a n d ADHD:   a  compar ati ve st udy.   Int er n at i n al o   Journa l  of  Devel opme nt al   Neu r osci ence,2002,4- 4  296~300 

领域的表现 。结果显示 ,除了相对完好 的视觉 空间 

8 Lainhart   J  E.Adva n ces i n  aut ism  neu r oi magi ng  research  o r  f h e  t

能力以外,孤独症成人在其他各个认知领域都存在 

cl ni i ci n  a a n d ge n et i ci st.Am er ican  Journal  of  M edi cal  Ge n eti cs 

着 “优势”和 “缺陷 ”并存的现象【  。最近,Wi l l i a m  等又全面测查 了年龄更小 的 5 6名孤独症儿童 ( 9-1 3   岁 )的各个 能力侧面 ,包 括感知觉、动作、语言 、   记忆和推理等 , 进一 步支持 了Mi n s h e w等 的发现【 弱】 。  

Part   C,2oo6,142C:33-39 

9  Cou r c he s ne  E,Ca r pe r 民 Aks ho n mof N.Evi d n ce e  o f  br a i n  over gr owt h i n t h e f irst  year  of l i f e i n aut i sm.Journal  of  Ameri ca n  M edi ci ne  Associat i on,2003,290:337-344  10 Zwai genbau m  L,Bryson S,Rogers  

et  a 1.Behavi ora l 

这些研究再次支持了分布 式神经障碍 的观 点。或许 ,  

ma ni f est at ions  of  aut is m i nt h ef i rst   yea r  ofl i fe.Inter nat i onal  

正是 由于孤独症存在分布 式的神经 障碍 ,其分布 式 

J our nal  of  Dev el op me nt a l  Ne ros u c i nc e e , 200 5, 23 ( 2・ 3) :  

的行为缺陷才会贯穿他们 自小到大整体发展历程 。  

143-152 

l1M a n es  Pi ven  J,Vranci cD,eta 1.A n MRI  st udyoft h e  cor pus 

总之,越来越 多的证据表 明,“分布式缺 陷”观 

cal l osu m  a n d ce r ebell um  i n ment al l y ret ar ded aut i st ic 

点是一种有前景 的也更加契合孤独症作 为一种发 展 

i ndi vi dua l s.J our nal  ofNeuropsychi at ry  Cl i ni ca l  Neu r osci n ce, e  

性障碍的特 质的观点 。毕竟 ,就发展 中的脑而言 ,  

1 999 ,ll ( 4) : 470  ̄474 

神经结构和功能并未定型 ,即使是局部微小 的偏差 

12 M osconi  M ,Zwai genbau m  L,Pi ven J.St r uct ural  MRI i n 

也可能造成广泛的影响 。我们可 以看到 ,孤独症个 

aut ism :Fi ndi ngs a n d f ut ur e di rect ions.Cl i ni cal   Neurosci n ce  e

体任何 一个局部缺陷的有关发现 ,都是他们广泛分  布 式缺 陷的一部分。今后,我们不仅要研究孤独症 

个 体具 体、彼此 分离的脑 区,还要进一步研究更宏  观水平 的不 同脑 区之 间的相 互作用,并动态地描画 

Res ea rch,2006,6:135~14- 4  13 Car pe r R A,Moses 

Ti gue Z D,et  a1.Ce rebral  l obes  i n 

aut ism : ea rl y  hyper pl asi a  a n d  a bnor mal   age  efect s.   Neuroi mage,2002,16:1038 ̄1051  

1 4 Kat e s  W  

Bu r ne Re  C P,El i e z S,e t  a 1.Ne ur oa n at o mi c  

其加工过程 中脑 的系统活 动。相信 ,这类 全局性 、  

var iat ion i n monozygot ic  t wi n  pai rs  di s cordant   o r  f h e  t narr ow 

整体性 的研 究会 为我们在 新的层 面上更深入地认识 

phe n ot ype  o r  f aut i sm.A m

孤独症现象带来新的机 遇。  

15 Her ber t  M 

参考文献  1  Courchesne E.Br i n devel f opment  i n aut ism:earl y overgrowt h 

er i ca n  Journal   Psychi at ry,2002,161:  

539-546  Zi egl er  D A,M akri s,N,et  a1 .Local i zati on of 

whi t e matt er vol m e i u ncrease i n aut i sm a n d devel opme nt al   la n guage  di sorde r .Annal s  ofNeurol og y ,2004,55:530 ̄540 

fol lowed by pr emat ure arr es t  of growt h.M ent al  Ret ardat ion 

1 6Ayl wa rd  E H,M i ns he w N  J,Fi e l dK   e ta 1.Efe c t s   ofa ge   on 

and Devel opment al  Di sabi l i ies Resear t ch Revi ews,2002,10:  

br ai n vol m e a u n d head ci r cu m fe re n ce i n aut i sm.Neu r olog y,  


第l 6卷第 2期 

孤独症 生 命早期 脑过 度生 长现 象及 启示 

gl ucose  ut il i a ti z on.Arch ives  Neur ol og y ,1988,45:749-755 

2OO2.59:l75- l83 

1 7 Hardan A 

. . 2 89. .  

Ki I Fl at ri ck M ,Keshavan,M S,et  a 1.M otor 

p er f o r ma nc e  nd a   na a t omi c   mag ne t i c   r e s o nan ce   i ma gi ng( MP d)   of  t he basal  ga n gl i a i n auti sm.Jour nal  of  Chil d Neur ol ogy,  

2 6 Ca s anova   M  E Bu xhoe ve de n  D P ,Br o wn  C.Cl i ni c al  a n d  macroscopi c cor rel a tes  of  mi ni col umnar  pat h ol og y  i n aut ism .  

Jour nal   ofChil d  Neu r ol og y ,2002.17:9  27Ca sa n ovaM F.wh it ematervol m ei u ncr ea s ea n dmi ni col umns  

2003.18:3l7—024 

l8 Car per R,Cour ches ne  E.Locali zed enl ar gment  oft h e f ront al   l obe i n  auti sm .Bi ol ogi cal   Psychi at ry,2005,57:126-1 33  1 9  Redcay E,Cour chesne  E.when i s  t h e  brai n enl ar ged i n aut ism?   a  met a- n al a ysi s  of  al l   brai n  si ze  r eport s.Bi ol ogi cal  Psychiat r y,  

2 005, 58( 1 ) :1 -9 

i n  aut ism. Annal s  ofNeurol og y ,200 4 ,56:3 

2 8  Buxho eve de n  D P,Se me n de f e r i  

Buc kwa l t e r   J .Re d uce d 

mi ni col unms  i n t h e f ront al  cor tex of pat i ent s wi h  aut t i sm.  

Ne ur o pa t hol o gy & Appl i d  Ne e ro u bi ol og y, 2 006,32( 5) :   483-- 49l  

20  Herber t  M  R,Zi egl er   D  A,Deut shc  C  K,et  a1 .Di ssoci at ions  of 

29 Cou r chesne E,Re d cay E,M or ge n  J 

et a1.Aut ism at  t h e 

ce rebr al  cor tex.subcor t i cal   n d  a ce r ebral   whi t e  mat t r  e vol umes 

begi nni ng:   Mi crost ruct ural   a n d  growt h  abnor m al i t i es 

i n  aut i st icboys.Brai n,2003,l26:l1 82-1192 

unde rl yi ng t h e cog n i t i ve a n d  behavi oral  phenot ype  of  aut is m.  

2   l  Bel mo nt e  M 

Al i e n  Q  Be cke l — Mi t c hene r   A.e t   a 1 .Aut i s m 

n d abnor a m al  devel opment  of br ai n connect ivi t y.Jour nal  of 

M ent al  Ret ardat ion a n d Devel opment al  Di sabi l i ies Resear t ch 

Neur osci n ce.2O04.2442:9228—, e 923  l  

22  Ba me a - Gor ly  a N,Kwon  H,Me no n、 ‘e t  a 1.Wh“e  ma te r  st ruct ur e i n  aut ism: prel i mi nar y  evi de n ce  f rom dif lusi on  tensor  i magi ng.Biol ogi cal  Psychi at r y,2004.55:323—026 

Revi ews,2007,13:85-95 

3l  Ba r on— Cohe n   S,Ri ngHA,Bul l mor eE  e ta 1. 11 1 e   a myg al d a   h eor t y of aut ism.Neur osci ence a n d Bi obehavi or al  Revi ew.  

23 Al exa n der A L,Lee J E,Lazar  M ,et a1 .Di瓶 si on t ensor  i m agi ng of  h e  t corpus cal l osu m  i n aut i sm .N euroi m age,2007,   34:6l-73 

2000.24:355~364 

32 Mi nshew N J.Gol ds tei n G Aut is m a s  a di sorde r of  compl ex  i nfor m at ion 

2 4 J us t  M A,Che rkas s l ( y V L,Ke l l er  T A,e t  a 1 .Cor ti c al   act i vati on 

Devel opment   n d  a Psychopat h ol og y ,2005,1 7:577~597 

30 MUl l er R A,The st udy of au ti sm a s  a di st ri bu t ed di sor der.  

n d  a

synchr oni zati on 

duri ng 

sentence 

c ompr e he ns i on  i n hi gl l  f unc io t ni ng a ut is m:e vi de nc e  of   unde r connect ivi t y.Br ai n.127:l8l1 -182l  

2 5  Hor wi t z  B,Ru m s e y J  M,Gr a dy  C L,e t  a I .The  c er e br a l   met abol i c l n dscape i a n aut ism.I nt r cor e rel at i ons  of r egi ona l 

processi ng.  

Me nt al  

Reta rd a ti on 

n d  a

Devel opment al   Di sabi l i ies  Research  Revi t ew, 1998, 4:   129-136 

33   Wi l l i a ms   D  L,Gol ds t e i n   Q  Mi ns h e w,N. Ne ur o ps y chol ogi c al   f uncti oni ng i n chi ldren wi h  aut t i sm: f ur t he r  evi dence f or   di sor de r ed 

compl ex 

i nformat i on- processi ng.  

Chi l d 

Ne u r ops ych ol og y ,2 006,( 1 2) : 297 -2 98  

Brai n  Overgrowt h  i n  Auti sm  Duri ng  t he  Earl y  Li f e  and  I t s   I m pl i cat i on 

CAO  Shu. Qi n  FANG  J un. Mi ng  (  Col l e ge   o fPr e s ch oolan dS pe c i alEd uc at i on, Ea stChi naNor malUni v er si t y ,Sha nghai20 006 2,Chi n a)   (  Han gzh ouCol l e geo fPr es c hoolT e ac he r ,Zh e ia f ngNor malUni v e r s i t y ,Hang zho u  310 012 ,Chi n a)   Abs t ract :I n  t he  s t udy of  br ai n  s t r uct ur e  of   aut i s m,an  i mpor t ant   concl us i on  has   r ecent l y  been  dr awn  t hat   h e  t br ai n  of  aut is m  over gr ows   n  i t hei r   ea rl y  l i f e  c ompa r ed  wi t h  nor mal   n di i vi dua1 .Fur t he r ,I t   has   bee n  r eveal ed  t hat   h e  t br ai n  over r owt g h  i s   pr i m ar i l y  due  t o' t he  abnor mal i t y  i n  whi t e   ma t t er .M or eover ,i t   has   been  f ound  t hat   t he  over gor wt h  i s   more  obvi ous  i n  he t  l at e r  devel opment i ng  cer ebr al   r eas a   medi at i ng  hi gher — or der   f unc t i ons .As   a  r es ul t .t h e  indi f ng  Cal l   e  b a ppl i e d  t o  he t   ea rl y  i dent i icat f i on  of  aut i s m .I n  a ddi t i on.i t   al so  cal l   be   de duced  t hat   aut i sm  i s   not   at t r i but ed  t o 

l ocal i zed  neur ol ogi c al   abnor m al i t i es. Act u al l y,t he r e  m ay  be  a  di st r i but e d  ne r ol u ogi cal   di s or der   i n  aut i s m. .   Key  words:aut i s m ,brai n  over   r owt g h,ea rl y  i dent if i cat i on,di st r i but ed  neu r ol ogi cal   di sor de r.  


孤独症生命早期脑过度生长现象及启示(2008)  

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