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研究目的孤独症谱系障碍(ASD)是一种与执行功能、语言、情绪及社交功能受损相关的神经发育障碍。ASD儿童难以像正常儿童一样融入学校、社会生活,给家庭、社会带来严重压力和负担。但是早期诊断和尽早干预可以有效改善患者的行为和症状。本论文采集ASD儿童和正常儿童的静息态脑电,从脑网络的角度分析患病儿童和正常儿童之间的差异,探讨ASD脑效应连接变化,为其病理生理机制的研究提供支持,并有望为临床上早期识别、诊断ASD儿童提供客观的评估方法。研究方法1、实验数据:本文的研究对象为学龄前ASD幼儿。ASD组受试儿童17名(其中女2名),平均年龄30±0.9个月;正常对照组17名(其中女2名),平均年龄29±1.2个月。采集19通道睁眼静息态脑电数据。2、计算因果效应连接:对于两组共34位受试儿童,基于预处理后的脑电数据,采用定向传递函数方法计算频域Granger因果效应连接,分5个频段进行计算得到基于频域的定向传递函数连接矩阵,分别是Theta频段,4-8Hz;Alpha频段,8-13Hz;低-Beta频段,13-24Hz;高-Beta频段,24-30Hz;Gamma频段,30-60Hz。3、构建脑网络:依据定向传递函数矩阵在一定阈值范围内建立脑网络。阈值取值0.02≤T≤0.06,步长为0.001。4、分析不同阈值下两组受试儿童脑网络的全局特性。包括网络平均度、全局效率、平均局部效率。5、分析最佳阈值下,两组受试儿童的脑网络的局部效率差异及其空间分布。6、对Gamma频段下脑网络节点进行重要性排序:计算网络节点的出度中心性和介数中心性,并结合K-核分解方法进行网络节点的重要性排序。7、统计学分析:采用两独立样本t检验的方法,检验两组受试儿童之间的统计学差异。研究结果1、两组受试儿童的定向传递函数矩阵全脑总和仅在Gamma频段下具有统计学差异(p<0.05)。2、不同阈值下,ASD组受试儿童的网络平均度、全局效率、平均局部效率低于对照组儿童。在一定阈值取值范围内,两组间的差异具有统计学意义(p<0.05)。3、确立各个频段的最佳阈值为:Gamma频段,TGamma=0.037;高-Beta频段,THighBeta=0.036;低-Beta频段,TLowBeta=0.042;Alpha频段,TAlpha=0.036;Theta频段,TTheta=0.042。在此阈值下,对照组受试儿童Gamma频段脑网络局部效率在各个脑区,均显著高于ASD组受试儿童(p<0.01)。而在顶枕区,除Theta频段外,Gamma频段、高-Beta频段、低-Beta频段、Alpha频段各个频段对照组受试儿童脑网络局部效率均显著高于ASD组受试儿童(p<0.05)。4、联合K-核分解和节点中心性对Gamma频段脑网络节点的重要性进行排序,得到ASD组受试儿童脑网络的重要节点为O1、O2、Pz、P3和P4节点,集中在顶枕区域;而对照组网络的重要节点为O1、O2、Fp2、Fp1和T6节点。研究结论(1)ASD儿童的脑网络与正常对照组脑网络的网络特性存在差异,且这种差异在高频段(尤其Gamma频段)更为显著。(2)ASD儿童的脑网络连接密度更低。且无论在全局还是局部,其网络的传输能力、信息整合效率均低与正常儿童。提示ASD儿童大脑连接受损。(3)两组受试儿童脑网络的局部效率在顶枕区差异最为明显。对两组受试儿童的Gamma频段脑网络节点进行重要性排序,发现两组网络的节点重要性存在差异。相对于ASD组受试儿童,前额区节点在正常儿童的脑网络中占据更高的地位,可能与ASD儿童前额叶功能受损有关。