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研究背景:孤独症谱系障碍（Autism Spectrum Disorder,ASD）是一种强异质性的神经发育障碍性疾病,主要表现为持续的社会交往障碍,以及受限、重复的行为、兴趣或活动模式。尽管在感觉、语言和其他领域的行为表现存在异质性,但社交沟通（Social Communication,SC）障碍仍是ASD的核心特征。与社会取向、社会线索处理以及对他人的理解相关社交功能均由一个被统称为“社会脑”的大脑分布式网络支持。而社会网络中的默认模式网络（Default Mode Network,DMN）作为处理“自我”和“他人”相关信息的核心大脑网络,与社会认知和心理化过程有关。尽管难以阐明ASD社交障碍的神经机制,但一个假设认为社会大脑网络（尤其是DMN）的结构和/或功能的非典型性改变是ASD社交功能障碍的基础。因此,了解ASD社会网络的功能连通性及其与社交障碍症状的关系对于理解其社交障碍的潜在神经机制至关重要。另外,对于处于大脑发育关键期的学龄前儿童,早期干预可能在促进神经系统发育方面发挥关键作用,对于改善ASD儿童的社交功能有一定积极作用。之前的研究发现体育运动作为一种易实施、经济的干预手段能改善ASD的核心症状,但其潜在的神经机制尚未得到明确阐明。目的:首先通过分析学龄前ASD儿童和典型发育对照组的DMN内在功能网络连接,评估群体的网络连接差异在多大程度上可以预测社交沟通障碍的核心特征。最后,对于接受了 12 周迷你篮球训练计划（12-Week Mini-Basketball Training Program,12W-MBTP）干预的学龄前ASD儿童,通过构建动态因果模型（Dynamic Causal Modeling,DCM）了解学龄前ASD儿童干预前后DMN内有效连接（Effective Connectivity,EC）的变化。随之分析有效连接和社交障碍症状变化之间的相关性,从而阐明运动干预提高学龄前ASD儿童社会沟通技能的神经机制。方法:第一阶段实验前瞻性的纳入2018年10-12月于扬州大学附属医院就诊的60例门诊ASD患者,同期招募60名典型发育的健康对照志愿者,分为实验组（N=60）和对照组（N=60）。社会反应量表-2（social responsiveness scale-2,SRS-2）用于测评学龄前ASD儿童社交障碍的严重程度。使用静息态功能磁共振成像（resting-state Functional Magnetic Resonance Imaging,rs-fMRI）检测学龄前ASD儿童和年龄、性别相匹配的典型发育个体,然后基于数据驱动办法（独立成分分析）的结果构建DMN与其他网络之间的功能网络连接。随后,提取具有统计学差异的功能连接强度与ASD核心社交障碍症状进行相关性分析。第二阶段实验为双因素（时间和组别）重复测量实验设计。从扬州市雏鹰儿童发展中心和星航教育机构筛选出符合精神疾病诊断和统计手册-5（Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders,5th Edition,DSM-5）诊断标准的学龄前 ASD 儿童,并随机分为实验组（N=20）,对照组（N=20）。除了根据机构制定的标准康复计划进行常规行为康复训练外,实验组还额外接受了 12W-MBTP（每次40分钟,每周5次,共12周）,而对照组则保持一致的生活方式,没有参加其他与体育有关的活动。随后,通过在参数经验贝叶斯（Parametric Empirical Bayesian,PEB）框架中构建DCM,研究运动干预在提高学龄前ASD儿童社交沟通技能方面的潜在神经机制。结果:第一阶段实验表明,与典型发育对照组比较,学龄前ASD儿童显示出内侧前额叶皮层（medial prefrontal cortex,mPFC）和皮层下基底神经节/丘脑（basal ganglia and thalamus,Bg/Th）之间的功能连接增加（t=3.758,p＜0.01,FDR-corrected）。这种连接强度与ASD的核心社交沟通障碍的严重程度呈显著正相关（r=0.34,p=0.007）。同时,DMN的平均连接强度也与基底神经节网络呈现出了过度功能网络连接（t=3.4546,p＜0.01,FDR-corrected）。第二阶段实验在剔除掉干预后无法完成MRI扫描及图像质量较差的被试之后,最终选择实验组（N=17）及对照组（N=14）。实验结果表明在12W-MBTP干预后,实验组SRS-2评分下降。同时,在DMN关键区域之间观察到抑制性定向连接,包括mPFC的自我抑制增强,mPFC内有效连接强度的变化与SRS-2评分的变化显著相关。结论:社会网络中DMN的异常功能连接可能是学龄前ASD儿童社交障碍的关键因素。其次,本研究提供了充分的证据表明运动干预可以提高学龄前ASD儿童的社交沟通能力。这些鼓舞人心的结果也强调了早期和及时的干预对ASD的神经发育、改善核心症状及生活质量的重要性。最后,DMN中的抑制性信息传递可能是改善ASD学龄前儿童SC行为的潜在神经生理机制之一,这可能是后续研究中可靠的神经影像学标志物或表型。