نظم العصبية للكلام وأغنية في التوحد
http://brain.oxfordjournals.org/content/135/3/961
على الرغم من الإعاقة اللغوية في التوحد، وكثيرا ما حفظت قدرات الموسيقى. ومن المفارقات، مناطق الدماغ المرتبطة بهذه الوظائف تتداخل عادة، التحقيق تمكن من تنظيم العصبية دعم الكلام والغناء في التوحد. وتمت مقارنة النظم العصبية الحساسة للكلمة وأغنية للأطفال المصابين بالتوحد أداء منخفض والعمر المتطابقة للسيطرة على استخدام التحفيز السمعي السلبي خلال بالرنين المغناطيسي الوظيفي والتصوير نشر الموترة. تم تخفيض التنشيط في ترك أمامي التلفيف في الأطفال المصابين بالتوحد النسبي لضوابط خلال التحفيز الكلام، ولكن كان أكبر من الرقابة خلال التحفيز أغنية. وزادت الربط الوظيفي لأغنية نسبة إلى خطاب أيضا بين اليسرى التلفيف الجبهي السفلي والتلفيف الصدغي العلوي في التوحد، والاتصال واسعة النطاق أظهرت زيادة الاتصالات أمامي الخلفي. وعلى الرغم من انخفاض تباين كسور من الحزمة المقوسة اليسار في الأطفال المصابين بالتوحد النسبي لضوابط، وكانت الإنهاءات الهيكلية للالحزمة المقوسة في التلفيف الجبهي السفلي تمييزه بين مجموعات التوحد والسيطرة عليها. تباين كسور ترتبط مع النشاط في ترك التلفيف الجبهي السفلي لكل من الكلام وأغنية الظروف. معا، وهذه النتائج تشير إلى أن في التوحد، كانت النظم الوظيفية التي خطاب العملية والأغنية كانت تعمل بشكل أكثر فعالية لأغنية من الكلام والتوقعات من مسارات الهيكلية المرتبطة بهذه الوظائف لا يمكن تمييزها من الضوابط.
autismfunctional MRIDTIlanguagemusic
المقدمة
التوحد هو اضطراب في النمو معقدة يقدر حاليا أن تؤثر ~1: 100 طفل (مراكز السيطرة على الأمراض، 2009؛ كوجان وآخرون، 2009). ويعرف من قبل التفاعل انخفاض الاجتماعي والتواصل ضعف والمصالح المقيدة والسلوك. ومن الخصائص السائدة التوحد هو أنه هو اضطراب المرتبطة الربط الدماغ شاذة تؤثر على النظم العصبية وزعت (بلمونت وآخرون، 2004؛.. فقط وآخرون، 2004؛ Courchesne وبيرس، 2005؛ Minshew ويليامز، 2007). وأفادت دراسات التصوير العصبي للغة في ارتفاع أداء-موضوعات التوحد انخفضت التنشيط في منطقة بروكا (يسار أمامي التلفيف، التلفيف الجبهي السفلي وكذلك انخفضت الربط الوظيفي والهيكلي بين مناطق معالجة أمامي واللغة الخلفي (فقط وآخرون، 2004؛. هاريس وآخرون، 2006؛. قانا وآخرون، 2006؛. صهيون وآخرون، 2009؛... فليتشر وآخرون، 2010) ومع ذلك، في حين تدعم هذه النتائج نماذج انقطاع لمرض التوحد التي تقترح تحت الربط بين مناطق الدماغ بعيدة المدى ( فقط وآخرون، 2004؛. Minshew ويليامز، 2007)، ونماذج انقطاع لا تفسر المحافظة لوحظ في كثير من الأحيان من المهام ذات الصلة مثل الموسيقى (موترون وآخرون، 2000؛. هيتون وآخرون، 1999، 2007، 2008، 2009؛ ألين وآخرون، 2009) حيث في البالغين الأصحاء، نظم العصبية تعمل خلال الموسيقى واللغة ظائف تميل إلى أن تكون تتزامن غاية (Koelsch وآخرون، 2002؛. أطرافهم، 2006؛ شون وآخرون، 2010؛ باتيل، 2011).
لتحقيق هذا التناقض بين اللغة اختلال وظائف الموسيقى المحفوظة في التوحد، ونحن الجمع بين التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي، والربط الوظيفي والتصوير نشر موتر (DTI) لتقييم النظم الوظيفية والهيكلية الحساسة للغة والموسيقى في البلدان المنخفضة الدخل يعمل مرضى التوحد والنامية عادة بالعمر ضوابط يقابل. تم استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي لتحديد تفعيل النسبي للمناطق الجبهي الجداري تعمل خلال الكلام وأغنية التحفيز والاتصال وظيفية تستخدم لتحديد المشارك الاختلاف من إشارات MRI الوظيفية بين المناطق المتعاونة. وقد استخدم زارة التجارة والصناعة tractography لمقارنة التنظيم الهيكلي وسلامة مسارات الألياف التي تربط مناطق اللغة السمعية والموسيقى الزمنية والأمامية بين الجماعات التوحد والسيطرة عليها. على وجه الخصوص، طريقا إسقاط ظهريا، والمعروفة باسم الحزمة المقوسة، وطريقا إسقاط البطني، تتألف من الاتصالات الزمانية أمامي عبر الكبسولة المتطرفة، بما في ذلك أدنى الجبهي القذالي والحزم الشصي (Schmahmann وبانديا، 2006؛ Anwander وآخرون آخرون، 2007؛. كاتاني وMesulam، 2008؛. فراي وآخرون، 2008؛ جلاسر وRilling، 2008؛. ساور وآخرون، 2008).
في مواضيع تطوير عادة، أمامي (أي التلفيف الجبهي السفلي، المعروف أيضا باسم منطقة بروكا) والمناطق الزمنية-الجداري (أي أعلى الزمني، التلفيف الصدغي الأوسط والتلافيف الزاوي، وأجزاء من التي تتداخل مع منطقة فيرنيك) وقد ثبت أن تشارك في كل من الموسيقى واللغة التخصيب (Koelsch وآخرون، 2002؛. براون وآخرون، 2006؛ الاطراف، 2006؛ شون وآخرون، 2010؛ باتيل، 2011). نماذج انقطاع التوحد (فقط وآخرون، 2004؛. Courchesne وبيرس، 2005؛. صهيون وآخرون، 2009) تقترح أن الربط الوظيفي والهيكلي ضعف تكمن وراء تفعيل انخفضت في الجهة اليسرى الأمامية التلفيف خلال المهام اللغة. بدلا من ذلك، تم اقتراح خفض النشاط في ترك التلفيف الجبهي السفلي وتحت الاتصال التي لوحظت خلال المهام اللغة لتترافق مع عجز اللغة المحددة التي يمكن أن تنجم عن ضعف المنبع في معالجة الإدراك الحسي أو لغوي من المحفزات الكلام (مولر، 2007؛ أخضر وآخرون. ، 2008؛ أوفري، 2009). في هذه الدراسة، ونحن التحقيق في ما إذا كان العجز بلغة معينة يمكن اعتبارها انخفض التوظيف للخطاب بالنسبة إلى الموسيقى، بدلا من الانفصال.
المواد والأساليب
المواد
شارك ستة وثلاثون المرضى الذين يعانون من مرض التوحد في هذه الدراسة، وجميع المعينين من قبل الطبيب الإحالة. اثنا عشر من هؤلاء المرضى (متوسط العمر = 12،40 عاما، SD = 4.70، مجموعة = 7،01 حتي 22،47؛ والحق الوفاض = 10؛ الذكور = 10) في حين تم تصوير حالة تأهب. الصور من 27 مريضا (متوسط العمر = 8.62 سنوات، SD = 3.14، مجموعة = 5،41 حتي 17،93؛ الذكور = 22؛ حق سلم-= 15) الذي حصل على تقييم MRI (بالاشعة الهيكلية والوظيفية وزارة التجارة والصناعة) للأغراض الطبية تحت الضوء أدرجت البروبوفول التخدير أيضا في هذه الدراسة، وبعد موافقة الوالدين. واحد وعشرون الضوابط غير التوحد (متوسط العمر = 10،72 عاما، SD = 4.42، مجموعة = 3،57 حتي 17،78؛ الذكور = 14؛ حق سلم-= 19) تم تصوير حالة تأهب وتجنيدهم عن طريق النشرات الموزعة داخل المركز الطبي لجامعة كولومبيا وكولومبيا الجامعات. بسبب حركة الرأس المفرطة، بالإضافة إلى العديد من الموضوعات المعينين (التحكم اثنين وأربعة موضوعات التوحد) تم استبعادها من مجموعة البيانات النهائية. تقدم جميع الآباء والأمهات موافقة لأطفالهم للمشاركة، أو أن تدرج امتحاناتهم MRI السريرية في هذه الدراسة البحثية التي وافقت عليها المركز الطبي جنة المراجعة المؤسساتية في جامعة كولومبيا. عندما يكون ذلك ممكنا، تم الحصول على موافقة أيضا من الموضوعات. تم استخدام مجموعة فرعية من البيانات من هذه الموضوعات نفسها في دراسة سابقة التحقيق في إمكانية تطبيق MRI الوظيفي لتحديد مرض التوحد (لاي وآخرون، 2011).
واستندت المقارنات بين المجموعات التوحد والسيطرة على مجموعات فرعية من المواضيع العمر المتطابقة ومقارنات MRI الوظيفية بين شملت مجموعات التوحد والسيطرة الصور فقط المكتسبة خلال الظروف تنبيه. لم يقابل المرضى وضوابط على IQ منذ كان المرضى أداء منخفض. داخل المجموعة يتناقض لمجموعة التوحد شملت مخدرا والمواد غير مخدرا. بالإضافة إلى ذلك، تضمنت مقارنات زارة التجارة والصناعة البيانات من كلا الموضوعين غير مخدرا ومخدرا لصالح زيادة حجم العينة. استبعدت صور زارة التجارة والصناعة من 12/5 المرضى في حالة تأهب بسبب حركة مرئية. ويقدم الجدول 1 موجزا المعلومات الديموغرافية (العمر، الجنس والطغيان) للموضوعات المدرجة في كل زارة التجارة والصناعة وظيفية مقارنات MR
عدد تخضع والمعلومات الديموغرافية لوزارة التجارة والصناعة، التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي، والربط الوظيفي وارتباط تحليلات
المواضيع متوسط العمر (SD) نطاق أنثى (ن) يسار (ن) السفير (ن)
زارة التجارة والصناعة: التوحد مقابل مقارنات التحكم (التوحد غير مخدرا-+ مخدرا)
التوحد (ن = 16) 11.02 (3.72) 5،81 حتي 17،93 2 2 1
ضوابط (ن = 18) 11.17 (4.39) 3،57 حتي 17،78 4 1 0
التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي: التوحد مقابل مقارنات التحكم (عن غير مخدرا)
التوحد (ن = 12) 12.40 (4.69) 7،01 حتي 22،47 2 1 1
ضوابط (ن = 12) 12.06 (4.03) 4،19 حتي 17،78 3 1 0
يحلل اتصال وظيفي، أي بين شركات المجموعة مقارنات (التوحد غير مخدرا-+ مخدرا)
التوحد (ن = 39) 9.61 4.04 5،41 حتي 22،47 4 7 6
ضوابط (ن = 21) 10.72 4.42 3،57 حتي 17،78 7 2 0
وزارة التجارة والصناعة الارتباطات MRI وظيفية، أي بين شركات المجموعة مقارنات (التوحد مخدرا)
التوحد (ن = 27) 8.37 3.05 5،41 حتي 17،93 2 6 5
ضوابط (ن = 21) 10.72 4.42 3،57 حتي 17،78 7 2 0 السفير =
كان الأطفال الذين يعانون من التوحد مؤهلا للدراسة إذا التقيا المعايير التشخيصية لمرض التوحد في الدليل التشخيصي والإحصائي للاضطرابات العقلية-IV وتشخيص التوحد المنقحة مقابلة. وقد تم قياس ضعف اللغة باستخدام لغة والفروع الجانبية الاتصالات لمراقبة المنقحة-مقابلة تشخيص التوحد والسريرية (مواد تكميلية). وكانت الضابطة مؤهلة للمشاركة اذا لم يكن لديك تشخيص مرض التوحد، اضطراب نفسي أو الأشقاء بالتوحد. وأكد مستويات الأداء الاجتماعي والأكاديمي العادي للضوابط عبر الأداء المدرسي على مستوى الصف وتقرير الوالدين. سواء كانوا من الأطفال الذين يعانون من التوحد والسيطرة من دون اضطرابات عصبية أو التنموية المشارك المهووسين، على النحو الذي يحدده التقييم السريري التي يقوم بها الطبيب في اشارة لمواضيع التوحد وتقرير الوالدين لالضابطة.
تقييمات تقارب الموسيقى
نظرا لشدتها من الموضوعات التوحد في هذه الدراسة، لم يتم تنفيذ تقييم رسمي من وظيفة الموسيقى. بدلا من ذلك، وطلب من الآباء والأمهات لتقييم مدى تقبل كان طفلهم إلى الموسيقى المختارة على نطاق 0-10 تعريفها بأنها: 0، وليس في كل شيء، لا توجه إلى الموسيقى عندما يلعب، قد يكون كذلك الضجيج العشوائي. 5، معتدلة، والاستماع إلى والتمتع إذا لعب، ولكن لن تطلب ذلك. و10، للغاية، وتطلب منها أن تقوم في كثير من الأحيان والإنصات لفترات طويلة من الزمن.
إجراءات التصوير
تنبيه موضوعات التوحد والتحكم
استخدمنا تقنية "الفيديو الصامت" للمساعدة في تقليل حركة الرأس والتشتت في الأطفال الصغار. وظهر فيديو على دراية (على كتم الصوت) طوال مدة المسح الضوئي. وقدم شريط الفيديو الصامت عبر الشاشة الخلفية الإسقاط أو نظارات MRI متوافقة اعتمادا على تفضيل الطفل. كشفت مقارنات بين العهود السمعية والأساس نشاط الدماغ المتصلة التحفيز السمعي بدلا من الفيديو التي وقعت بشكل مستمر على حد سواء خلال التحفيز والعهود خط الأساس.
مرضى التوحد مخدرا
تم تصوير المرضى تصويرها في ظل ظروف السريرية التقليدية لاستبعاد مرض عضوي في حين مخدرا مع البروبوفول لتقييم عصبي وفقا لطلب الطبية من الطبيب اشارة. على الرغم من أن ارتبط التخدير مع انخفاض السعة للإشارة MRI وظيفية خلال التحفيز السمعي (Heinke وآخرون، 2004؛. ديفيس وآخرون، 2007)، ويشار إلى خريطة نظم اللغة عند الأطفال في ظل الظروف السريرية (Souweidane وآخرون. 1999). انظر المواد التكميلية لوصف إدارة التخدير. قدم أهالي المرضى المؤهلين إذن لإدراج هذه بالاشعة الطبية.
وظيفية بالرنين المغناطيسي تحفيز التصوير
كان كل اقتناء التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (المدى) 2 دقيقة 29 ق في المدة، وتتألف من ليالي 24 الفترة من الضوضاء الماسح الضوئي الخلفية، تليها أربعة 15 ثانية العروض من بالتناوب التحفيز السمعي مع 15 ثانية عندما لم يعرض التحفيز السمعي. قدمت اثنان أشواط لكل نوع التحفيز (الكلام وأغنية) على التوالي. تم اختيارهم بصورة عشوائية ترتيب العرض عبر المواضيع. ومؤثرات السمعية المسجلة مسبقا من قبل الآباء وقدم بشكل سلبي على المواضيع عن طريق سماعات الرنين المغناطيسي آمن. على الرغم من التحفيز اللغة السلبي يشارك في المقام الأول عمليات تقبلا، فمن الضروري للاستخدام مع الأطفال المنخفض تعمل الذين لا يمكن أن يتوافق مع تعليمات مهمة أثناء إجراء التصوير. التنشيط في مجالات اللغة نموذجية تم الإبلاغ سابقا خلال التقييمات السريرية الروتينية للتنبيه (هيرش وآخرون، 2000). والمرضى مخدرا (Souweidane وآخرون، 1999؛. جيما وآخرون، 2009) باستخدام تقنيات التحفيز مماثلة.
وكانت المحفزات الكلام التسجيلات من الآباء والأمهات كل طفل نفسه يتحدث بطريقة طبيعية والتخاطب لأطفالهم. وصدرت تعليمات جميع الآباء والأمهات للحديث عن نفس الموضوعات (أي يجري في الماسح الضوئي، والأحداث الأخيرة والخطط بعد الفحص) على الرغم من أن النص لم يكن كتابتها من أجل ضمان الإلمام أسلوب التخاطب لكل من الوالدين. وقد تم اختيار المحفزات أغنية أغنية كما تحتوي على غناء المفضلة أو يفضل كل طفل. منذ الأطفال المصابين بالتوحد في كثير من الأحيان مصالح ثابتة ويتقبلون بشكل خاص للمؤثرات مألوفة، كان من الضروري أن الكلام وأغنية المحفزات كانت مألوفة وفضلت لكل موضوع. لتسجيلات الكلام، واثنين من ذوي المرتبة مستقلة يحكم ما إذا كانت ليالي 15 لقطات من تسجيلات صوتية من الآباء والأمهات الذين يعانون من التوحد والتحكم يمكن تمييزها. يحكم على حد سواء المقيمون تشخيص الطفل مع دقة 55٪ فقط (11/20) مع 43٪ (20/09) المراسلات. مستويات قريبة-إلى فرصة للأداء تشير إلى أن روايات من آباء وأمهات الأطفال الذين يعانون من التوحد لم تختلف بصورة ملحوظة من الضوابط. ومؤثرات الصوت تطبيع السلطة عبر موضوعات لضمان الخصائص الصوتية مماثلة في أنحاء الموضوعات.
اقتناء التصوير بالرنين المغناطيسي
تم تصوير الأطفال الذين يعانون من التوحد والتحكم في حالة تأهب باستخدام 1.5 T GE السرعة التوأم الماسح بالرنين المغناطيسي مخصصة الأبحاث الواقع في مركز بحوث التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي في المركز الطبي بجامعة كولومبيا. تم الحصول على صور الهيكلية والوظيفية السريرية في مركز التصوير MR مستشفى مورغان ستانلي للأطفال في مستشفى نيويورك المشيخية على مماثلا 1.5 T GE السرعة التوأم الماسح بالرنين المغناطيسي باستخدام تسلسل متطابقة.
في كلتا الحالتين، تم الحصول على صور الرنين المغناطيسي الوظيفية باستخدام مستو T2 صدى * التدرج -weighted صدى التسلسل (الوقت الصدى = 51 مللي، الساعة التكرار = 3000 مللي ثانية، وزاوية الوجه = 83 درجة). تم الحصول على سبعة وعشرين شرائح المحورية متجاورة التي تغطي الدماغ الكامل على طول الطائرة الصوار الأمامي الخلفي، مع حقل 192 × 192 مم للعرض المصورة على شبكة 128 × 128 العائد قرار في الطائرة من 1.56 × 1.56 ملم وسمك شريحة 4.5 مم. تم الحصول على صور الهيكلية عالية الدقة باستخدام أفسدت 3D التدرج تسلسل صدى (124 شرائح، 256 × 256، مجال الرؤية = 220 مم)، ويبلغ مجموع وقت الفحص 10 دقيقة 38 ثانية. تم الحصول على صور زارة التجارة والصناعة باستخدام الصدى مستو تسلسل (الوقت التكرار = 8500 مللي ثانية، والوقت الصدى = 81.9، 25 الاتجاهات، ب = 1000 ق / MM2). تم الحصول عليها سبعة وعشرين شرائح مع قرار 1.02 × 1.02 ملم وشريحة سمك 5.00 مم على شبكة 128 × 128. بلغ مجموع وقت الفحص لاقتناء زارة التجارة والصناعة 3 دقيقة 58 ثانية. على الرغم من أن استخدام 25 الاتجاهين نشر يحد من القدرة على الكشف عن الألياف المعبر ليحلل tractography، كان أقصر وقت التشغيل باستخدام الاتجاهات نشرها أقل حققت اللازمة للحد من صورة اكتساب الوقت للأطفال.
تحليل الصور
تم تجهيز زارة التجارة والصناعة وصور الرنين المغناطيسي الوظيفية باستخدام FSL 4.1 برنامج (www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/) والدالات الإحصائية في MATLAB v7.4.
تحليلات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي
وأجري معالجة الصور وظيفية خارج باستخدام FEAT (FMRI الخبراء أداة تحليل) النسخة 5.91، وهي جزء من مكتبة برامج FMRIB (سميث وآخرون، 2004). تألف معالجة مسبقة لاستخراج الدماغ، وتصحيح الحركة، وتجانس المكاني (نواة جاوس، عرض كامل في نصف الحد الأقصى = 5 ملم)، وتمريرة عالية تصفية (قطع = 60 ثانية) وقبل تبييض. يحلل النموذج الخطي العام لم تظهر أنماط مختلفة إحصائيا التنشيط مع وبدون regressors الحركة. المرضى الذين يعانون من التوحد ومع ذلك، يعني تشريد الحركة (انهارت عبر أشواط) كان أعظم في غير مخدرا (يعني = 1.29 ملم)، تليها الضوابط غير مخدرا (يعني = 0.17 ملم)، والأقل في المرضى مخدرا (يعني = 0.09 ملم ). وكانت الصور قبل المجهزة طبيعية لمعيار MNI (معهد مونتريال العصبية) مساحة تنسيق ودخلت الى عدة تحليلات الانحدار الخطي. كنا إجراءات التطبيع القياسية التي تستخدم الكبار أطلس MNI. بينما هناك بعض الاقتراحات التي الأطالس على أساس السن قد توفر التطبيع أكثر تفصيلا (Aljabar وآخرون، 2009)، وتفيد دراسات أخرى أي تحيز المرتبط بالعمر (غوش وآخرون، 2010). والتحقق من صحة المستقبلي لهذه المنهجيات الناشئة تستفيد التالية الدراسات.
أجريت المستوى الأول يحلل النموذج الخطي العام لكل فرد على الكلام ويعمل أغنية على حدة لتحديد الآثار الرئيسية من التحفيز السمعي لكل حالة. لنمذجة المناطق مع زيادة في النشاط خلال التحفيز بالنسبة إلى فترات أساسية، أدرج regressor واحد في النموذج الخطي العام حيث تم تعيين السمعية على فترات وزنها +1 وتم تعيين فترات أساسية وزنها 0. المجموعة (الضوابط والتوحد) الآثار وبين شركات المجموعة مقارنات (التحكم> التوحد والعكس بالعكس) ثم تم حسابها باستخدام الشعلة 1، وظيفة في مكتبة برامج FMRIB. وتضمنت مقارنات بين المجموعات التوحد وتحكم بيانات المرضى غير مخدرا "فقط. تحليلات جماعة الرئيسي التأثير إضافية، والتي شملت regressor بالنسبة للعمر، لم تسفر عن الاختلافات النوعية في مناطق تفعيلها خلال التحفيز تحت أي ظرف لكلا الفريقين التوحد والسيطرة عليها.
شارك في تباين التحليلات أشارت إلى أي مدى ارتبط سلامة مساحات معينة مع النشاط MRI الوظيفي في ترك التلفيف الجبهي السفلي في المواضيع. يعني القيم تباين كسور (الرجوع إلى القسم الخاص زارة التجارة والصناعة يحلل) لظهري الأيسر وكانت بالذل مساحات بطني وشملت كمعاملات تراجع المشارك VARIATE في المجموعة يحلل النموذج الخطي العام لظروف الكلام والغناء. واقتصر هذا التحليل للأطفال المصابين بالتوحد مخدرا بسبب نوعية عالية من الصور زارة التجارة والصناعة المكتسبة تحت التخدير.
تم thresholded النتائج في Z> 1.6 (P <0.05) وكتلة تصحيح في عتبة P <0.05. تم thresholded نتائج التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفية على أعلى قيم P لتقليل احتمال نتائج سلبية كاذبة عندما مما يدل على عدم وجود أو الحد من النشاط.
الربط الوظيفي
تم إجراء تحليل التفاعل النفسية لاستخدام أساليب تأسيس (Friston وآخرون، 1997؛. Gitelman وآخرون، 2003). وقد تم تعريف التلفيف الجبهي السفلي لكل موضوع بضرب الفردية غير المصححة الوظيفية خرائط تفعيل التصوير بالرنين المغناطيسي (thresholded في Z> 1.6) مع قناع التشريحية من اليمين واليسار التلفيف الجبهي السفلي من الأطلس هارفارد أكسفورد في حزمة برمجيات المكتبة FMRIB. إذا تم تحديد أي مجموعات كبيرة من التنشيط داخل التلفيف الجبهي السفلي، تم استخدام المنطقة من اهتمام محددة من خلال تفعيل مجموعة في ترك التلفيف الجبهي السفلي من اللغة الأنشطة ذات الصلة من السيطرة على المجموعة لتشغيل الكلام والمنطقة ذات الاهتمام النشاط أغنية من تم استخدام مجموعة التوحد لأغنية يعمل. لا يمكن أن تكون المناطق مجموعة من الفائدة لالتلفيف الجبهي السفلي للتوحد ومجموعة المراقبة بشكل منفصل لتفعيل الخطاب لم يكن حاضرا في ترك التلفيف الجبهي السفلي في المجموعة التوحد وكان تفعيل أغنية أكثر قوة في مجموعة المريض. لم يوجه هذه المناطق من الاهتمام من المقارنات بين الجماعات ولا تستهدف voxels أكبر خصيصا للتحكم في مقابل موضوعات التوحد. وأظهرت جميع الأشخاص الخاضعين للمراقبة نشاط كبير في ترك التلفيف الجبهي السفلي خلال التحفيز الكلام. وقد استمدت مناطق النصف الأيمن من الاهتمام من اقتران الصحيح أدنى تفعيل أمامي التلفيف خلال أغنية عن كل من السيطرة والجماعات التوحد.
تم استخراج A-Z النتيجة سلسلة زمنية من المرجح الذروة فوكسل ضمن أدنى منطقة التلفيف الجبهي من الفائدة وdeconvolved مع وظيفة استجابة الديناميكية الدموية الكنسي. وتهين السلسلة الزمنية deconvolved، مضروبا في regressor التحفيز وreconvolved مع وظيفة استجابة الديناميكية الدموية (Gitelman وآخرون، 2003). هذا regressor المنتج غرار الزيادات في الربط الوظيفي خلال التحفيز على العهود النسبية للراحة العهود، التي تمثل التفاعل النفسية ل(Friston وآخرون، 1997). وقد دخل regressor المنتج جنبا إلى جنب مع تهين التلفيف الجبهي السفلي السلاسل الزمنية والتحفيز regressor في مصفوفة تصميم تحليل النموذج الخطي العام. والمتعامدة على regressor المنتج فيما يتعلق الأخريين regressors. لregressor التفاعل النفسية ل، أغنية المباشر> الكلام والكلام> أجريت التناقضات أغنية لمجموعة التوحد والسيطرة على حدة لاختبار ما إذا كان الاتصال وظيفية خلال الكلام وأغنية التحفيز بين مناطق معالجة اللغة / الموسيقى اختلف في الظروف. تم thresholded النتائج في Z> 1.6 (P <0.05) وكتلة تصحيح في P <0.05 (رسلي، 2001).
ليحلل الربط الوظيفي على نطاق واسع، والصور ومعالجتها قبل استخدام SPM8 البرمجيات (مواد تكميلية) (قسم ويلكوم التصوير علم الأعصاب). تم حساب الزوج الحكيم الربط الوظيفي (تحولت الارتباط بيرسون فيشر Z R-ل) بين 298 القشرية الكلي، تحت القشرة والمناطق المخيخ التي تهم كل موضوع وحالة (الشكل 3B؛ انظر المواد التكميلية لمناقشة المنطقة من تعريف الفائدة) . أجرينا خطوة تصفية أولية لتصفية الضوضاء (حوالي 000 38 الارتباطات الإيجابية والسلبية الناتجة قريبة من الصفر) ويزيد من احتمال بما في ذلك فقط روابط وظيفية حقيقية في المقارنات بين الظروف والمجموعات. الاتصالات التي كانت إما إيجابية أو سلبية على جميع المواضيع وحللت الظروف بشكل منفصل (thresholded باستخدام عينة واحدة اختبار t، P <0.001 غير المصححة). هناك 5879 اتصالات الإيجابية والسلبية اتصالات 4959. وكان يقترن اختبار t ثم تطبيقها على تحديد الاتصالات التي كانت أكبر لأغنية نسبة إلى كلمة (أغنية> الكلام)، وتلك أكبر للكلام بالنسبة لأغنية (كلمة> أغنية) عبر مجموعة من P-عتبات (P = 0.05 ل P = 0.001، الشكل 3C) من أجل ضمان نتائج المقارنات اللاحقة لم تكن محددة أو معينة تعتمد على عتبات P ذات القيمة. متوسط طول (المسافة الإقليدية بين نقطة النهاية) من هذه الاتصالات التي تم تحديدها ثم تمت مقارنة بين أغنية> الكلام والكلام <الأغنية باستخدام عينة اثنين تي الاختبارات. واستخدمت الارتباطات التي نجت P <0.05 عتبات غير المصححة (للمقارنات الاقتران) لتحديد الاتصالات بين المناطق ذات الاهتمام المعروضة في الشكل. 3D.
يحلل التصوير نشر موتر
تجهيز جميع زارة التجارة والصناعة تستخدم أدوات برنامج مكتبة البرامج FMRIB. تألف تجهيز ما قبل التصحيح لحركة الدوامة الحالية والرأس باستخدام تسجيل أفيني والدماغ استخراج استبعاد الأنسجة غير الدماغ. وكانت التنسورات نشر ثم تركيبها باستخدام 'dtifit'، الذي يولد تباين كسور ويعني القيم انتشارية لكل فوكسل. تباين كسور يقيس درجة تباين من انتشار المياه في كل فوكسل، وهو أعلى داخل الاتجاه مساحات المادة البيضاء. الانتشارية يعني هو مؤشر على اتساع انتشار الماء. وتستخدم على حد سواء تباين كسور ويعني الانتشارية عادة. ومع ذلك، لأنه تبين أن تباين كسور ويعني الانتشارية ليست متعامد، ونحن أيضا تحسب موتر القاعدة كإجراء متعامد إلى تباين كسور (اينيس وKindlmann، 2006). وقد ارتبطت القيم تباين كسور أعلى مع خصائص البيضاء المحلية المسألة المجهرية مثل زيادة تكون الميالين، عدد من المحاور وقطر محور عصبي. كما استخدمت هذه المعايير للاستدلال على سلامة مساحات المادة البيضاء في الدماغ (بوليو، 2002؛ لو بيحان، 2003؛ HAGMANN وآخرون، 2006). تم تشغيل تقدير توزيع المعلمات نشرها لنموذج الألياف معبر باستخدام 'bedpostx "(بيرنس وآخرون، 2007) ليحلل tractography.
تم إجراء tractography زارة التجارة والصناعة على كل موضوع لعزل التوقعات المادة البيضاء المتعلقة باللغة القادمة من المناطق السمعية الأولية باستخدام 'probtractx. بدءا من voxels داخل قناع البذور المحدد، وتتبع مسارات باستخدام يولر تعديل تبسيط، الذي يستمد يصل إلى 5000 عينات تبسيط خلال التوزيعات الاحتمالية التقديرية للاتجاه نشرها من كل فوكسل مع الحد الأدنى من قيمة تباين كسور من 0.2. الإخراج هو صورة حيث يحتوي كل فوكسل قيمة تمثل عدد العينات تبسيط من فوكسل البذور التي يمر من خلال ذلك فوكسل معين. اعتبرنا كل voxels مع قيمة> 0 كجزء من الجهاز المحدد. منذ قيمة لعدد من يبسط ليست مفهومة جيدا والقيم تراوح نطاق واسع في جميع أنحاء تخضع كلا التوحد والسيطرة، ونحن لم تحدد عتبة محددة باعتبارها معيار الأهلية. ولم يتم تحديد عتبة لتشمل جميع مساحات التي تلبي البذور، إحداثية واستهداف معايير الاشتمال وليس لتوفير المقارنة الإحصائية. وقد استخدم تصحيح المسافة لحساب حقيقة أن توزيع الاتصال يتناقص مع المسافة من قناع البذور. الرجوع إلى بيرنس وآخرون. (2007) عن طرق مفصلة الخوارزميات tractography والمواد التكميلية والتكميلية الشكل. 1 للاطلاع على التفاصيل المتعلقة بتحديد أقنعة البذور وإحداثية لtractography من ظهري وبطني مسارات.
المقارنات الإحصائية تدابير التصوير نشر موتر
وتم قياس كمية النتائج زارة التجارة والصناعة لتحديد ما إذا مساحات المتوقع أن نفس المواقع عبر مجموعات التوحد والسيطرة وعما إذا كانت سلامة هذه المناطق تختلف بين المجموعات. للتعرف على إنهاء المادية للتوقعات لكل مسار، ضربنا الناتج توزيع الاتصال من التحليل tractography بواسطة قناع إنهاء التلفيف الجبهي السفلي المحدد للtractography. وقد تم تحديد أدنى إنهاء التلفيف الجبهي داخل التلفيف الجبهي السفلي مثل تلك voxels التي تتداخل مع قناع الإنهاء. لتحديد ما إذا كان ظهري وبطني إنهاء مساحات في نفس المناطق لكل من السيطرة والجماعات التوحد، ونحن لخص أولا binarized أدنى أقنعة إنهاء أمامي التلفيف عبر المواضيع لكل مجموعة. Voxels في الصورة لخص والقيم بين 1 و عدد من الموضوعات في كل مجموعة التي كان لها المسالك تنتهي في نفس فوكسل. أجريت T-اختبارات نسبة من الموضوعات مع الإنهاءات في كل فوكسل داخل التلفيف الجبهي السفلي لتحديد إحصائية أم لا التداخل المكاني اختلف بين مساحات بطني وظهري للضوابط وموضوعات التوحد. بطني مقابل أجريت مقارنات ظهري لكل مجموعة على حدة والسيطرة مقابل مقارنات التوحد ثم تم إجراء لكل المسالك عبر مجموعات.
لتحديد ما إذا كانت سلامة مساحات اختلفت بين موضوعات التوحد والسيطرة، وقارنا تباين كسور نفسه، يعني الانتشارية والمتعامدة موتر القاعدة القيم في جميع voxels داخل ظهري وبطني مساحات. وbinarized الناتج صورة توزيع الربط ولدت خلال تحليل tractography أولا لتشكيل أقاليم مصلحة ظهري وبطني مساحات. يعني من تباين كسور، يعني الانتشارية وموتر القاعدة القيم في كل منطقة من الفائدة تم حساب لكل مادة ولكل المسالك. السيطرة مقابل مقارنات مجموعة التوحد لظهري وبطني مساحات في كل نصف الكرة كانت تتم باستخدام عينة اثنين تي الاختبارات.
النتائج Behavioural results
All autistic subjects scored in the high range of impairment on all three Autism Diagnostic Interview-Revised subsections (Reciprocal Social Interaction: mean = 21.18, SD = 1.66, range = 17–24; Language and Communication: mean = 18.87, SD = 2.62, range = 12–26; Restricted, Repetitive and Stereotyped Behaviour: mean = 6.00, SD = 1.15, range = 4–9). A diagnosis of autism is made when a child scores higher than a specified minimum on all three sections (Social: >10; Language: >8; Repetitive Behaviours: >3). In particular, scores on the language and communication domain for all patients in this study (range = 12–26) were well above the diagnostic minimum (>8) for autism.
Clinical observations of words uttered during a 30 min free-play session ranged from 0 to 250. Mean number of words uttered in response to a physician's prompt was 46.4 (SD = 76.16, median = 14), and the mean number of spontaneously produced words was 16.29 (SD = 42.70, median = 4). Breakdown of the percentage of children with zero to >50 words (Fig. 1A) document the limited verbal output in a majority of our patients (>50% produced <5 spontaneous words during the session). Breakdown of verbal output by age (Fig. 1B) fails to suggest a relationship between number of words and age. Linguistic comprehension was limited to simple (subject, verb, object) grammatical relationships in all subjects except for one child who was able to comprehend more complex constructions, such as the use of the passive voice or hierarchical structures. Verbal output for controls could not be assessed in the same way as the autistic patients due to the absence of standardized instruments appropriate for both low-functioning language-impaired autistic children and typically developing controls. Behavioural milestones reported by the National Institute on Deafness and Other Communication Disorders, (NIDCD, 2001; retrieved from http://www.nidcd.nih.gov/health/voic...dlanguage.aspx) for typically developing children include understanding of approximately 2000 words, production of more than 300 words, and use of grammatically correct compound and complex sentences by the age of five.
Figure 1 Verbal output of autistic subjects. (A) Percentage of patients with 0–50 spontaneous (filled bars) words or words uttered in response to a prompt (open bars). (B) Mean age of patients with 0–50 spontaneous or response words.
Despite language impairments, the autism group did not differ from the control group on ratings of music affinity. Parent ratings (on a scale of 1–10) of how receptive their child was to the familiar song showed no significant group differences between the autistics and controls in their affinity for familiar songs (autism mean = 8.20 SD = 2.16, control mean = 9.05 SD = 1.10, t = −1.56, P = 0.126).
Functional magnetic resonance imaging results
During passive speech stimulation, bilateral primary auditory cortices (A1) were activated for both groups. Control subjects showed additional activation in the left inferior frontal gyrus (Fig. 2A and Supplementary Table 1). For autistic subjects, activation in left inferior frontal gyrus did not reach statistical significance, even at the lowest threshold of P < 0.05 (Fig. 2A and Supplementary Table 1). Activation in posterior brain regions including left superior temporal, middle temporal and angular gyri was also reduced in autistic patients. Control > autism group comparisons confirm that both left inferior frontal gyrus and left posterior brain regions, in addition to the thalamus, medial prefrontal cortex and precuneus, were more active in controls relative to autistic subjects during speech stimulation (Fig. 2B and Supplementary Table 1). No regions in autistic children were more active for speech stimulation than in controls. 
Did you mean: Figure 2 Download figure Open in new tab Download powerpoint Figure 2 Functional MRI responses during speech and song stimulation. (A) Speech: control subjects (left) activated A1, temporal regions [superior temporal gyrus (STG); middle temporal gyrus (MTG) and angular gyrus (AG)] and left inferior frontal gyrus (IFG, circles), as well as SMA. Autistic subjects (right) activated A1 and superior temporal gyrus, but not in left inferior frontal gyrus (empty circles), supplementary motor area (SMA) or midline regions. (B) Speech: control < autism contrast confirmed greater activation in regions outside A1 in control subjects. (C) Song: both controls (left) and autistic (right) children activated A1 and right inferior frontal gyrus. Autistic subjects also activated left inferior frontal gyrus (circles). (D) Song: autism > control contrast showed greater activation in left inferior frontal gyrus (uncorrected). (E) Control: speech > song showed greater activity in left inferior frontal gyrus, left temporal regions, and midline structures (F) Control: song < speech contrast showed increased activation in right temporal and parietal regions. Autism: song > speech showed greater activation in bilateral inferior frontal gyrus and temporal regions. L = left; LO = lateral occipital cortex; n.s = not significant; R = right. Functional MRI findings for song stimulation included activation in bilateral A1 and right inferior frontal gyrus for both control and autism groups (Fig. 2C and Supplementary Table 1). Interestingly, the autism group showed additional activity in left inferior frontal gyrus (Fig. 2C and Supplementary Table 1). The control > autism contrast showed greater activation in the precuneus and lingual gyrus during song stimulation in controls (Supplementary Table 1). The reverse, autism > control contrast, yielded significant clusters without cluster correction in left inferior frontal gyrus, left supramarginal gyrus and right middle temporal gyrus in autistic subjects relative to controls during song stimulation (Fig. 2D and Supplementary Table 1). Within-group contrasts between speech and song conditions for autistic and control subjects compared activations during speech and song stimulation. No regions were more active for speech > song in the autism group, while this same contrast in the control group yielded greater speech related activation left inferior frontal gyrus and posterior regions, including superior temporal, middle temporal and angular gyri (Fig. 2E and Supplementary Table 1). However, song > speech comparisons in the autism group confirmed greater activation in both left inferior frontal gyrus and posterior brain regions during song relative to speech stimulation, including A1, planum temporale, right supramarginal gyrus and angular gyrus (Fig. 2F and Supplementary Table 1). Images acquired for autistic patients under sedation (without the video) also demonstrated increased activation of the left inferior frontal gyrus during song relative to speech stimulation (Supplementary Fig. 2). Greater activation in right temporal regions was also observed in sedated autistic subjects for song relative to speech stimulation. Functional connectivity Differences in functional connectivity with left inferior frontal gyrus was assessed using a psychophysiological interaction analysis to identify regions in the brain that showed increased co-variation with inferior frontal gyrus during stimulation relative to baseline periods (Friston et al., 1997). Within-subject contrasts (song > speech) for psychophysiological interaction analysis in the autism group showed increased connectivity between left inferior frontal gyrus and left superior temporal gyrus/angular gyrus during song relative to speech stimulation (Fig. 3A and Supplementary Table 1). No areas were more highly connected with right inferior frontal gyrus for the song > speech contrast in the autism group. Sedated and non-sedated patients were combined for this within-subject contrast (see ‘Materials and methods’ section and Table 1) due to the benefit of an increased sample size. For control subjects, speech versus song contrasts did not yield significant connectivity differences between left inferior frontal gyrus and regions in language and music pathways.
الرقم 2
تحميل figureOpen في جديد tabDownload باور بوينت
الرقم 2
ردود MRI وظيفية خلال الكلام وأغنية التحفيز. (A) الكلام: الضابطة (يسار) تنشيط A1، المناطق الزمنية [التلفيف الصدغي العلوي (STG)؛ التلفيف الصدغي الأوسط (MTG) والتلفيف الزاوي (AG)] وغادر التلفيف الجبهي (IFG، والدوائر)، وكذلك SMA. موضوعات التوحد (يمين) تنشيط A1 والتلفيف الصدغي العلوي، ولكن ليس في ترك التلفيف الجبهي السفلي (دوائر فارغة)، منطقة التكميلية للسيارات (SMA) أو مناطق خط الوسط. (B) الكلام: السيطرة <أكد التوحد تناقضا أكبر التنشيط في مناطق خارج A1 في المجموعة الضابطة. (C) كلمات: كلا نوعي عناصر (يسار) والتوحد (يمين) الأطفال تنشيط A1 واليمين التلفيف الجبهي السفلي. تنشيط موضوعات التوحد أيضا ترك التلفيف الجبهي السفلي (الدوائر). (D) كلمات: التوحد> السيطرة على النقيض أظهر أكبر التنشيط في ترك التلفيف الجبهي (غير المصححة). (E) التحكم: خطاب> أظهرت الأغنية المزيد من النشاط في الجهة اليسرى الأمامية التلفيف، غادرت المناطق الزمنية، والهياكل خط الوسط (F) التحكم: أغنية <النقيض من خطاب أظهرت زيادة التنشيط في المناطق الزمنية والجداري الأيمن. التوحد: أغنية> أظهر خطاب المزيد من التنشيط في الثنائي أدنى التلفيف الجبهي والمناطق الزمنية. L = اليسار؛ LO = الجانبية القذالي القشرة. n.s = غير الهامة. R = الصحيح.
وتضمنت نتائج التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي لتحفيز أغنية التنشيط في الثنائي A1 واليمين التلفيف الجبهي السفلي لكل من السيطرة والتوحد مجموعات (الشكل 2C والجدول التكميلي 1). ومن المثير للاهتمام، أظهرت مجموعة التوحد نشاط إضافي في الجهة اليسرى الأمامية التلفيف (الشكل 2C والجدول التكميلي 1). التحكم> أظهر التوحد تناقضا أكبر تفعيل في الطلل واللغات التلفيف خلال التحفيز أغنية في الضوابط (الجدول التكميلي 1). على العكس، التوحد> التحكم النقيض من ذلك، حققت مجموعات كبيرة دون تصحيح العنقودية في ترك التلفيف الجبهي السفلي، التلفيف فوق الهامش الأيمن والأيسر التلفيف الصدغي الأوسط في المواضيع التوحد النسبية لضوابط خلال التحفيز أغنية (الشكل 2D و التكميلي الجدول 1).
داخل المجموعة يتناقض بين الكلام وأغنية شروط موضوعات التوحد والتحكم مقارنة التنشيط أثناء الكلام وأغنية التحفيز. لم تكن هناك مناطق أكثر نشاطا لخطاب> أغنية في المجموعة التوحد، في حين أن هذا التباين نفسه في مجموعة المراقبة حققت أكبر خطاب تفعيل المتعلقة غادر التلفيف الجبهي والخلفي المناطق رديئة، بما في ذلك متفوقة الزمني والمتوسطة التلافيف الزمني والزاوي (الشكل 2E والتكميلي الجدول 1). ومع ذلك، أغنية> مقارنات الكلام في المجموعة التوحد وأكدت أكبر التنشيط في كلا المنطقتين التلفيف الأمامي والخلفي الدماغ السفلي الأيسر خلال أغنية قريب لتحفيز التعبير، بما في ذلك A1، المستوى الصدغي، التلفيف فوق الهامش الأيمن والتلفيف الزاوي (الشكل 2F والجدول التكميلي 1 ).
أظهرت الصور المكتسبة للمرضى الذين يعانون من التوحد تحت التخدير (بدون فيديو) أيضا تفعيل زيادة من اليسار الأمامي التلفيف خلال أغنية قريب لتحفيز الكلام (الشكل التكميلي 2). ولوحظ أكبر التنشيط في المناطق الزمنية الصحيحة أيضا في المواضيع التوحد مخدرا لأغنية قريب لتحفيز الكلام.
الربط الوظيفي
تم تقييم الاختلافات في الربط الوظيفي مع ترك التلفيف الجبهي باستخدام تحليل التفاعل النفسية لتحديد مناطق في الدماغ التي أظهرت زيادة التعاون الاختلاف مع التلفيف الجبهي السفلي خلال التحفيز بالنسبة إلى فترات أساسية (Friston وآخرون، 1997). داخل تخضع التناقضات (أغنية> الكلام) لتحليل التفاعل النفسية لفي المجموعة التوحد أظهرت زيادة الربط بين اليسار التلفيف الجبهي السفلي، وغادر متفوقة التلفيف الصدغي / التلفيف الزاوي خلال أغنية قريب لتحفيز الكلام (الشكل 3A والجدول التكميلي 1). تم توصيل أكثر شدة أي المناطق مع الحق التلفيف الجبهي السفلي للالتباين أغنية> خطاب في المجموعة التوحد. مخدرا وتم الجمع بين المرضى غير مخدرا لهذا التناقض داخل الموضوع (انظر القسم "مواد وأساليب" والجدول 1) نتيجة لصالح زيادة حجم العينة. لالضابطة، فإن خطاب مقابل التناقضات الأغنية لم تسفر عن خلافات كبيرة الربط بين اليسار التلفيف الجبهي السفلي والمناطق في مسارات اللغة والموسيقى.
الشكل (3)
تحميل figureOpen في جديد tabDownload باور بوينت
الشكل (3)
يحلل الربط الوظيفي. كشفت (A) التفاعل النفسية ل(PPI) التحليل لدى الأطفال الذين يعانون من التوحد أغنية> الزيادات خطاب كبيرة في الربط الوظيفي بين اليسار التلفيف الجبهي السفلي (IFG) (البذور) وتجمعات تمتد التلفيف الصدغي العلوي (STG)، والتلفيف الزاوي. يتم عرض النتائج في Z> 1.6 (P <0.05) وكتلة تصحيح في P <0.05. (B) الأقاليم الفائدة المستخدم لparcellate المناطق على نطاق واسع تحليل كامل الدماغ. أظهر (C) على نطاق واسع تحليل كامل الدماغ أن في التوحد (أعلى)، الاتصالات التي هي أقوى لأغنية نسبة إلى خطاب أطول في المتوسط من وصلات أقوى لخطاب قريب لأغنية (تآمر مع 95٪ CI). في الضوابط (القاع)، لم صلات أقوى لخطاب لا تختلف في طول لاتصالات أقوى للأغنية. (D) تمثيل التشريحية للروابط وظيفية (خطوط) بين المناطق (الميادين) أقوى في أغنية نسبة إلى كلمة (أحمر، P <0.05 دون تصحيح) والكلام بالنسبة لأغنية (الأزرق، P <0.05 تصحح) في التوحد (أعلى) والتحكم (القاع) المواضيع (نصف الكرة المخية الأيسر معروضة). حجم كل دائرة يمثل مجموع أطوال من جميع ارتباطاتها. لأغراض العرض، وقدم سمك اتصالات يتناسب مع أطوالها.
تم تقييم الربط الوظيفي على نطاق واسع بين أغنية وتحفيز الكلام باستخدام أطوال متوسط (المسافة الإقليدية) الاتصالات الزوج الحكيم وظيفية في مختلف المناطق من مصلحة كامل الدماغ (الشكل 3B) التي تختلف بين الظروف. في المجموعة التوحد، التي كانت الارتباطات الزوج الحكيم إيجابية أكبر في أغنية نسبة إلى كلمة (P <0.05) كان له أكبر يعني المسافة الإقليدية (طول) من تلك أكبر للكلام بالنسبة لأغنية (أغنية> الكلام، يعني طول = 63 ملم والكلام> أغنية، يعني طول = 49 ملم، P = 0.0009). كان هذا كبيرا على مجموعة من العتبات المستخدمة لتعريف أغنية> الكلام والكلام> اتصالات أغنية (الشكل 3C). وقد لوحظ عدم وجود فروق في الضوابط (أغنية> الكلام، يعني طول = 59 ملم، والكلام> أغنية، يعني طول = 60 ملم، P = 0.79، الشكل 3C)، بما يتفق مع عدم وجود اختلافات في تحليل التفاعل النفسية لأجل السيطرة مجموعة. عرض التشريحية هذه الاتصالات (المعرفة في العتبة P-قيمة 0.05) يوضح المزيد من التواصل جبهية خلفية خلال الأغاني بالنسبة للخطاب في المواضيع التوحد (الشكل 3D) ولكن ليس الرقابة. اتصالات جبهية خلفية أكبر للأغنية> الكلام بالنسبة إلى الكلام> الاغنية هي متسقة مع نتائج التفاعل النفسية لمن الربط وظيفية أكبر بين المناطق التلفيف الأمامي والخلفي الدماغ السفلي الأيسر خلال أغنية قريب لتحفيز الكلام في المرضى الذين يعانون من التوحد. وكانت الأرقام الإجمالية للزيادة مقابل الاتصالات انخفضت مقارنة بين المجموعتين، ولكن المثير للاهتمام في التوحد هناك اتصالات أقل قليلا خلال أغنية بالنسبة إلى الكلام، والعكس بالعكس في الضوابط (التوحد: أغنية> خطاب = 127؛ الكلام> أغنية = 186؛ المجموع = 313؛ التحكم: أغنية> خطاب = 181؛ الكلام> أغنية = 156؛ المجموع = 337). وهذا يشير إلى عدد أقل، ولكن أطول مسافة اتصالات خلال الأغنية، وعدد أكبر من الاتصالات مسافة قصيرة أثناء الكلام في المواضيع التوحد.
وعلى النقيض من روابط وظيفية إيجابية، أظهرت روابط وظيفية سلبية لا توجد فروق كبيرة في طول الإقليدية من الارتباطات الزوج الحكيم التي كانت أكبر في أغنية نسبة إلى خطاب في أي من المجموعتين: التوحد، أغنية> الكلام، 141 اتصالات، يعني طول = 79 ملم، خطاب> أغنية، 128 اتصالات، يعني طول = 81 ملم، P = 0.76؛ السيطرة، أغنية> الكلام، 149 اتصالات، يعني طول = 79 ملم، والكلام> أغنية، 151 اتصالات، يعني طول = 86 ملم، P = 0.10). معا، وتشير هذه النتائج إلى أن في التوحد، وزيادة الحث أغنية طويلة المدى إيجابي، ولكن ليس سلبيا، والربط الوظيفي.
الربط الهيكلي
Tractography في كل من السيطرة والموضوعات التوحد كشف ظهري وبطني توقعات ربط A1 إلى التلفيف الجبهي السفلي، الموافق مساحات الألياف التي ترتبط عادة مع معالجة اللغة (الشكل 4). للمجموعات كلا التوحد والسيطرة، وإنهاء الظهرية في الناحية اليسرى التلفيف الجبهي السفلي تقع الخلف، المقابلة لمنطقة برودمان (BA) 44 (الشكل 5A) وإنهاء بطني وتقع الأمامي نسبيا في التلفيف الجبهي السفلي، ضمن BA45 (الشكل. 5B)، على الرغم من ولوحظ أيضا تداخل بين ظهري وبطني إنهاء (الشكل 5C). وأكدت المقارنات الإحصائية بين نسب من الموضوعات مع نقاط انتهاء من كل المسالك الفصل المكاني بين ظهري وبطني مساحات لكل مجموعة (P <0.05؛ الشكل 5D). لم تكن هناك اختلافات ملحوظة بين السيطرة والموضوعات التوحد في مواقع التوقعات المستهدفة سواء السبيل، حتى في أدنى عتبة غير المصححة (P <0.05).
الرقم 4
تحميل figureOpen في جديد tabDownload باور بوينت
الرقم 4
tractography زارة التجارة والصناعة. مثال على نتائج tractography من التلفيف هيشل (A1) البذور (النصف الأيمن، الخضراء، نصف الكرة المخية الأيسر والأزرق) من موضوع التوحد (أعلى) وموضوع التحكم (القاع).
الرقم 5
الرقم 5
تحميل figureOpen في جديد tabDownload باور بوينت
الرقم 5
tractography زارة التجارة والصناعة من ظهري وبطني لغة مسارات. (A-C) نقطة إنهاء (بحد أدنى للتداخل من موضوعين لأغراض التصور) من ظهري اليسار (A، أحمر) وبطني (B، الزرقاء) مسارات في السيطرة (يسار) والتوحد (يمين) الموضوعات على النحو الذي يحدده زارة التجارة والصناعة tractography من A1 إلى التلفيف الجبهي السفلي. (C) الأخضر يمثل المناطق التي تتداخل لكلا ظهري وبطني إنهاء. (D) داخل المجموعة مقارنات بين نسب من الموضوعات مع ظهري وبطني في إنهاء التلفيف الجبهي السفلي. في كل من السيطرة والتوحد الموضوعات، وكانت بطني> ظهري إنهاء (الأزرق) أكثر الأمامية والظهرية> بطني إنهاء (الحمراء) وأكثر الخلفي (Z> 1.6، P <0.05، دون تصحيح). فشل التحليل لتأكيد الاختلافات في إنهاء أي من المسالك للسيطرة مقابل مقارنات التوحد. R = الصحيح.
وتمت مقارنة متوسط قيم تباين كسور في ظهري وبطني مساحات في السيطرة والتوحد الجماعات على طول مسار كامل من كل المسالك في كل نصف الكرة الغربي. يعني القيم تباين كسور على المسالك محددة محسوبة فقط عن المواضيع التي تمكنت من التعرف يبسط ربط المناطق البذور والهدف المحدد التحليلات tractography. كانت نسبة من الموضوعات مع مساحات المحددة بنجاح مماثلة في أنحاء المريض (الظهرية اليسار = 91.2٪، 31/34؛ اليسار بطني = 85.3٪، 29/34؛ والحق الظهرية = 97.1٪، 33/34؛ حق بطني = 100٪، 34 / 34) والسيطرة (يسار ظهري = 94.4٪، 17/18؛ اليسرى بطني = 88.9٪، 16/18؛ والحق الظهرية = 88.9٪، 16/18؛ والحق بطني = 94.4٪، 17/18) مجموعات. مقارنات مساحات المصنفة من A1 بين الضوابط والمواضيع العمر المتطابقة التوحد أظهرت انخفاض القيم يعني تباين كسور على الجهاز ظهري اليسرى في المجموعة التوحد (التوحد = 0.318، والسيطرة = 0.349، P = 0.042، واثنين من الذيل). لا توجد فروق مجموعة كبيرة لظهري الصحيح أو لأي مساحات بطني اليمين أو اليسار. لا توجد فروق ذات دلالة إحصائية بين مجموعات من أجل المتوسط الانتشارية أو موتر القاعدة في اليمين أو اليسار مساحات الظهرية. ومع ذلك، أظهرت موضوعات التوحد انخفضت القيم القاعدة موتر على كل مساحات بطني اليمين واليسار (يسار التوحد = 1.595 × 10-3، والسيطرة = 1.663 × 10-3، P = 0.011؛ والحق التوحد = 1.611 × 10-3، والسيطرة = 1.661 × 10-3، P = 0.046). ويلخص الجدول 2 هذه النتائج.
تكبير الجدول
الجدول 2
مقارنة مجموعة من تباين كسور، يعني الانتشارية وموتر القاعدة تحددها عينة اثنين تي اختبارات (الذيل يومين)
التحكم في مرض التوحد
يعني (SE) متوسط P ذات القيمة
الظهرية اليسار
تباين كسور 0.3182 (0.013) 0.344 (0.010) 0.042 *
يعني الانتشارية (× 10-3) 0.872 (0.127) 0.864 (0.109) 0.653
موتر قاعدة (× 10-3) 1.576 (0.022) 1.574 (0.019) 0.951
الظهرية الصحيح
تباين كسور 0.325 (0.011) 0.343 (0.012) 0.337
يعني الانتشارية (× 10-3) 0.859 (0.205) 0.866 (0.141) 0.814
موتر قاعدة (× 10-3) 1.547 (0.032) 1.581 (0.028) 0.386
غادر بطني
تباين كسور 0.309 (0.011) 0.322 (0.012) 0.614
يعني الانتشارية (× 10-3) 0.883 (0.910) 0.916 (0.144) 0.065
موتر قاعدة (× 10-3) 1.596 (0.016) 1.663 (0.026) 0.011 *
بطني الحق
تباين كسور 0.309 (0.011) 0.307 (0.008) 0.462
يعني الانتشارية (× 10-3) 0.894 (0.125) 0.924 (0.114) 0.087
موتر قاعدة (× 10-3) 1.611 (0.021) 1.661 (0.019) 0.046 *
* P ≤ 0.05.
العلاقة بين النتائج الوظيفية والهيكلية
كشف تسجيل الوظيفية خرائط تفعيل MRI مع أدنى إنهاء أمامي التلفيف من ظهري والتوقعات بطني ربط A1 إلى التلفيف الجبهي السفلي الذي التنشيط في ترك التلفيف الجبهي السفلي لكل من الكلام (السيطرة) وأغنية (التوحد) شروط يتداخل مع إنهاء الظهرية (الشكل. 6A
Did you mean: Figure 6 Download figure Open in new tab Download powerpoint Figure 6 Relationship between function and structure. (A) Functional MRI (fMRI) activation for the speech condition in controls (left) and the song condition in autistic children (right) overlaid on dorsal (red) and ventral (blue) termination points show that activation in left inferior frontal gyrus overlap almost entirely with dorsal terminations (yellow circle). (B) Correlations between functional MRI activation during song and speech within left inferior frontal gyrus region of interest and fractional anisotropy (FA) values of left dorsal and ventral tracts. (B, top) Song: activity in left inferior frontal gyrus positively co-varied with left dorsal fractional anisotropy values (Z > 1.6, P < 0.05, uncorrected). (B, bottom) Speech: activity in left inferior frontal gyrus was correlated with fractional anisotropy of left dorsal and ventral tracts (Z > 1.6, P < 0.05, cluster corrected at P < 0.05). We determined the co-variation between fractional anisotropy values of dorsal and ventral tracts and functional MRI activation within an inferior frontal gyrus region of interest. Because usable structural DTI images were obtained from only 7 out of 12 autistic subjects imaged alert due to excess head movement, images acquired from the 27 autistic children under sedation were employed for this comparison. During song stimulation in the autism group, mean fractional anisotropy values for the left dorsal tract co-varied with functional MRI activity in left inferior frontal gyrus (Fig. 6B). No significant correlations were observed between fractional anisotropy values for the left ventral tract and activation in inferior frontal gyrus. During speech stimulation in the autism group, fractional anisotropy of both dorsal and ventral pathways was correlated with activity in left inferior frontal gyrus (Fig. 6B). Fractional anisotropy values of right dorsal and ventral tracts did not correlate with right inferior frontal gyrus activation in either condition. Significant correlations were not observed between tract integrity and functional MRI activity in the control group. Additionally, correlations were not observed between behavioural measures and functional MRI and/or DTI results. Discussion Using functional MRI and DTI, we investigated the functional and structural organization of neural systems that typically overlap for language and music in autistic patients. Consistent with previous studies and models of neural disconnection (Just et al., 2004; Kana et al., 2006), we observed decreased functional responses to speech stimulation in autistic subjects in left inferior frontal gyrus and secondary auditory cortices in left temporal lobe. We also observed decreased fractional anisotropy of the left dorsal pathway, consistent with reports of reduced fractional anisotropy of the left arcuate fasciculus and temporal lobe regions in autistic subjects (Fletcher et al., 2010; Lange et al., 2010; Ingalhalikar et al., 2011). Additionally, tensor norm values for the ventral tract were significantly lower for the autistic subjects than for the control subjects. Increased fractional anisotropy and decreased tensor norms have been correlated with neurodevelopmental processes (Goodlett et al., 2009), and variation in these values may suggest changes in microstructure. In contrast to language impairment in the autism group, we observed no differences in parent ratings of music affinity, consistent with a previous report that low functioning autistic patients do not differ from controls in their preference for pleasant and harmonious musical stimuli (Boso et al., 2009). Likewise at the neural level, in contrast to decreased speech related activity in autistic subjects, song stimulation resulted in increased left inferior frontal gyrus activation and increased frontal-posterior functional connectivity relative to speech stimulation. A recent imaging study reported similar activation in frontal (including left inferior frontal gyrus) and temporal regions in high-functioning autistic and control subjects during music stimulation (Caria et al., 2011). Our results in low-functioning subjects are consistent with these findings and with behavioural observations of preserved music functioning in autism, and confirm both increased and decreased activation in the same brain regions in response to song and speech stimulation, respectively. Right frontal and temporal activations observed in both autistic and control subjects during song also confirm previous functional MRI findings using both music and song stimuli (Limb, 2006; Schon et al., 2010). Our structural DTI analyses failed to confirm a difference between control and autistic subjects with respect to dorsal and ventral projections between A1 and inferior frontal gyrus. Dorsal and ventral projections of both control and patient groups were consistent with findings from previous DTI studies in healthy adults (Anwander et al., 2007; Frey et al., 2008). In autistic subjects, greater fractional anisotropy of the dorsal pathway was also associated with greater functional MRI activation in left inferior frontal gyrus during song stimulation and fractional anisotropy values of both pathways correlated with greater left inferior frontal gyrus during speech stimulation. In typical adults, the dorsal pathway has been more commonly associated with expressive and high-level language functions (Catani and Mesulam, 2008; Duffau, 2008), while the ventral pathway is commonly associated with semantic comprehension (Duffau, 2008; Saur et al., 2008) and simple grammatical structures (Friederici et al., 2006). The observation that fractional anisotropy of these pathways correlated with left inferior frontal gyrus activation during both song and speech stimulation suggests an involvement of these pathways in conveying speech, as well as song information to frontal regions. The lack of significant correlations between functional and structural measures in controls may be due to ceiling effects of functional activation to the passive listening task. Decreased fractional anisotropy of the left dorsal pathway in autistic subjects is consistent with decreased engagement of this pathway for language functions in autism. On the other hand, decreased tensor norm values of the ventral pathways may suggest increased reliance on ventral pathways for these functions. Together, our functional and structural MRI findings support the hypothesis that long-range disconnection may not be a sufficient account for language impairment in autism. Instead, reduced activation of left inferior frontal gyrus during speech may be associated with the failure to receive language-specific information from impaired lower-processing regions, rather than disconnection of the system as a whole. Indeed, during speech stimulation, autistic subjects showed reduced activation in temporal lobe (including superior temporal and middle temporal gyri) relative to controls, consistent with previous studies in autistic subjects that employed receptive language tasks (Muller et al., 1999; Boddaert et al., 2004; Gervais et al., 2004; Lai et al., 2011). One possibility for discrepancies between music and language functions in autism and models that propose long-range disconnection may be a speech-specific (and in general, social-information-specific) attentional deficit (Muller, 2007; Groen et al., 2008). Whereas typically developing individuals prefer speech to non-speech stimuli and are automatically inclined to process higher-level linguistic and semantic information in speech stimuli, there is evidence that autistic subjects do not appear to exhibit the typical bias towards social stimuli (Klin, 1991; Dawson et al., 1998; Schultz et al., 2000; Ceponiene et al., 2003; Kuhl et al., 2005; Jarvinen-Pasley and Heaton, 2007). In the auditory domain, engagement of systems typically involved in aspects of language and music processing for song but less so for speech may result from differences in low-level processing of language and music stimuli (Zatorre et al., 2002). Speech processing is thought to primarily involve discrimination of rapidly changing broadband sounds, while tonal changes in music are thought to occur on a much slower timescale. Behavioural evidence of impaired spatiotemporal processing in autism, favouring static or slowly presented stimuli, have been associated with decreased functional connectivity in functional MRI and decreased coherence in electrophysiological studies (Gepner and Feron, 2009) and interpreted as an impaired ability to process dynamic multi-sensory stimuli. There is also evidence that in autism, disturbances in processing temporal modulations of sound increase with the complexity of stimuli (Alcantara et al., 2004; Samson et al., 2006, 2011; Groen et al., 2009) and are located within secondary, rather than primary, auditory regions (Samson et al., 2011). Our finding of decreased secondary (superior temporal, middle temporal and angular gyri), but not primary auditory (A1), activation in autistic patients is consistent with these previous findings in high-functioning autistic individuals. Thus, speech comprehension and language acquisition may be impaired as a result of disrupted local connectivity and/or anatomical maturation in regions such as superior temporal gyrus, even if long-range connectivity between primary and secondary auditory regions and other parts of the brain is intact. Due to the variability of language disability along the autism spectrum, however, it is likely that impairment may occur along different levels of the language-processing stream for different individuals. This study is one of the first to image a group of alert low-functioning autistic children using a functional task. Due to the difficulty of imaging this patient group, there are limitations in the sample size of subjects available and design of experimental stimuli and procedures to accommodate clinical needs. Because of the limited sample size and broad age range of alert patients we were not able to calculate response profiles within specific age groups. Autistic subjects’ imaged alert also showed increased movement. However, regressing out age and movement parameters did not produce qualitative differences in our functional MRI results. The quality of DTI data for tractography analyses was also limited by the highly anisotropic voxels standard in clinical MRI image sequences. Finally, future studies would benefit from the inclusion of an IQ-matched control group, as we cannot rule out the possibility that IQ may have had some role in these findings. Limitations related to experimental procedures included restriction to the use of familiar stimuli specific to individual subjects, and a possible interaction of the silent video with the auditory stimulus. The use of non-standardized stimuli consisting of subjects’ favourite songs and their own parents’ voices may also introduce possible effects relating to degree of familiarity between autistic and controls groups—autistic children may be obsessively familiar with their particular song selections. In regard to the silent video, although it was effective for imaging of young and autistic children, we acknowledge possible concerns regarding stimulus × video × group interactions. However, the sedated condition did not employ the video. Findings from sedated patients, where this concern was not present, were consistent with those from patients who were imaged alert. Within-group song versus language comparisons across these conditions, support an effect independent of either the video or the sedation. Future studies with larger sample sizes and comparisons between familiar and standardized stimuli controlled for varying musical and linguistic properties can provide more specific understanding of how music and language abilities correlate with neural activation to varying properties of music, song and speech. Finally, the conclusion that disconnection may not be the cause of atypical neural function and structure of the language system suggests a positive indication for the rehabilitation of language in autism. Additionally, overlapping systems between language and music possibly support the use of music for rehabilitation of impaired language (Patel, 2011). Musical interaction techniques have been reported to be effective in improving social and communicative behaviour in autistic children (Whipple, 2004; Kaplan and Steele, 2005; Gold et al., 2006; Wigram and Gold, 2006; Wan et al., 2010). It has been proposed that music therapy for language and communication may be achieved through improving interpersonal responsiveness, increasing joint-attention and engaging mirror neuron responses in the inferior frontal gyrus during verbal communication coupled with musical tasks (Gold et al., 2006; Molnar-Szakacs and Overy, 2006; Wigram and Gold, 2006; Overy, 2009; Rizzolatti and Fabbri-Destro, 2010; Wan et al., 2010). Future therapeutic studies that systematically vary musical and linguistic properties would provide further evaluation of this hypothesis. Funding
الشكل (6)
تحميل figureOpen في جديد tabDownload باور بوينت
الشكل (6)
العلاقة بين وظيفة وهيكل. (A) وظيفية التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) لتفعيل الشرط الكلام في الضوابط (إلى اليسار) وحالة الأغنية في الأطفال الذين يعانون من التوحد (يمين) مضافين على ظهري (أحمر) وبطني (الأزرق) تظهر نقاط إنهاء هذا التنشيط في ترك أمامي أدنى التلفيف التداخل تماما تقريبا مع إنهاء الظهرية (دائرة صفراء). (B) إرتباطات بين تفعيل التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي خلال أغنية والكلام داخل غادر المنطقة التلفيف الجبهي السفلي المصالح وتباين كسور (FA) قيم ظهري اليسار ومساحات بطني. (B، أعلى) كلمات: النشاط في ترك التلفيف الجبهي السفلي بشكل إيجابي شارك اختلفت مع الظهرية الأيسر القيم تباين كسور (Z> 1.6، P <0.05، غير المصححة). ارتبط النشاط في الجهة اليسرى الأمامية التلفيف مع تباين كسور الظهرية اليسار ومساحات بطني (Z> 1.6، P <0.05، كتلة تصحيح في P <0.05): (B، أسفل) الكلام.
نحن مصممون للالتباين المشترك بين القيم تباين كسور في ظهري وبطني مساحات وتفعيل التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي داخل منطقة التلفيف الجبهي السفلي من الفائدة. لأنه تم الحصول عليها صالحة للاستعمال الصور زارة التجارة والصناعة الهيكلية من 7 فقط من أصل 12 موضوعات التوحد تصوير حالة تأهب بسبب حركة الرأس الزائدة، تم توظيف الصور تم الحصول عليها من 27 طفلا يعانون من التوحد تحت التخدير لإجراء هذه المقارنة. خلال التحفيز أغنية في المجموعة التوحد، يعني القيم تباين كسور للجهاز الهضمي ظهري اليسرى اختلفت بالاشتراك مع النشاط MRI وظيفية في الجهة اليسرى الأمامية التلفيف (الشكل 6B). لم يلاحظ أي ارتباط ملموس بين القيم تباين كسور للجهاز الهضمي البطني الأيسر والتنشيط في التلفيف الجبهي السفلي. خلال التحفيز الكلام في المجموعة التوحد، ارتبط تباين كسور على حد سواء ظهري وبطني مسارات مع النشاط في الجهة اليسرى الأمامية التلفيف (الشكل 6B). لم القيم تباين كسور الظهرية الحق ومساحات بطني لا تتطابق مع الحق أدنى تفعيل أمامي التلفيف في أي حالة.
لم تراع ارتباط ملموس بين سلامة الجهاز والنشاط MRI الوظيفي في المجموعة الضابطة. بالإضافة إلى ذلك، لم تراع الارتباط بين التدابير السلوكية والتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي و / أو نتائج زارة التجارة والصناعة.
نقاش
باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي وزارة التجارة والصناعة، ونحن التحقيق في التنظيم الوظيفي والهيكلي لنظم العصبية التي تتداخل عادة للغة والموسيقى في المرضى الذين يعانون من التوحد. بما يتفق مع الدراسات السابقة ونماذج من انقطاع العصبي (فقط وآخرون، 2004؛. قانا وآخرون، 2006)، لاحظنا انخفاض الاستجابات الوظيفية لتحفيز الكلام في المواضيع التوحد في ترك التلفيف الجبهي السفلي والقشور السمعية الثانوية في ترك الفص الصدغي. لاحظنا أيضا انخفاض تباين كسور لمسار ظهري الأيسر، بما يتفق مع تقارير عن انخفاض تباين كسور من الحزمة المقوسة اليسرى ومناطق الفص الصدغي في المواضيع التوحد (فليتشر وآخرون، 2010؛.. لانج وآخرون، 2010؛ Ingalhalikar وآخرون. ، 2011). بالإضافة إلى ذلك، كانت القيم موتر القاعدة للجهاز الهضمي بطني أقل بكثير للمواد التوحد من أجل الضابطة. وقد ارتبطت زيادة تباين كسور وانخفضت المعايير موتر مع عمليات النمو العصبي (Goodlett وآخرون، 2009)، والاختلاف في هذه القيم قد تشير التغيرات في المجهرية.
وعلى النقيض من ضعف اللغة في المجموعة التوحد، لاحظنا عدم وجود اختلافات في تقييمات الأم لتقارب الموسيقى، بما يتفق مع تقرير سابق أن أداء منخفض المرضى الذين يعانون من التوحد لا تختلف عن الضوابط في تفضيلها للمؤثرات موسيقية ممتعة ومتناغمة (بوسو وآخرون. ، 2009). وعلى نحو مماثل على المستوى العصبي، وعلى النقيض من انخفاض النشاط المتعلقة بالتعبير عن الرأي في المواضيع التوحد، أدى التحفيز الأغنية في زيادة الأيسر السفلي تفعيل أمامي التلفيف وزيادة أمامي الخلفي وظيفية الاتصال قريب لتحفيز الكلام. أفادت دراسة حديثة التصوير تفعيل مماثل في الجبهي (بما في ذلك ترك التلفيف الجبهي) والمناطق الزمنية في عالية الأداء موضوعات التوحد والسيطرة خلال التحفيز الموسيقى (كاريا وآخرون، 2011). نتائجنا في المواد منخفضة عاملة تتماشى مع هذه النتائج ومع الملاحظات السلوكية من الحفاظ على أداء الموسيقى في التوحد، وتؤكد كل من زيادة ونقصان تفعيل في نفس مناطق الدماغ ردا على أغنية وتحفيز الكلام، على التوالي. الجبهي الأيمن والتنشيط الزمنية التي تلاحظ في كلا الموضوعين التوحد والسيطرة خلال أغنية أيضا تأكيد نتائج التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفية السابقة باستخدام كل من الموسيقى والغناء المحفزات (الاطراف، 2006؛ شون وآخرون، 2010).
لدينا زارة التجارة والصناعة الهيكلية التحليلات فشلت في تأكيد الفرق بين السيطرة والموضوعات التوحد فيما يتعلق ظهري وبطني التوقعات بين A1 والتلفيف الجبهي السفلي. كان ظهري وبطني توقعات الرقابة والمرضى على حد سواء مجموعة متسقة مع نتائج الدراسات السابقة زارة التجارة والصناعة في البالغين الأصحاء (Anwander وآخرون، 2007؛. فراي وآخرون، 2008). في المواضيع التوحد، وجدت أعلى تباين كسور لمسار ظهري أيضا بمزيد من تفعيل التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي في ترك أمامي التلفيف خلال التحفيز أغنية والقيم تباين كسور كل مسارات المترابطة مع قدر أكبر من الأيسر الأمامي التلفيف خلال التحفيز الكلام. في البالغين نموذجي، وقد المسار الظهرية المرتبطة أكثر شيوعا مع وظائف اللغة التعبيرية ورفيع المستوى (كاتاني وMesulam، 2008؛ Duffau، 2008)، في حين يرتبط المسار البطني عادة مع الفهم الدلالي (Duffau 2008، ساور آخرون .، 2008) والتراكيب النحوية البسيطة (Friederici وآخرون، 2006). الملاحظة أن تباين كسور من هذه المسارات المترابطة مع تفعيل الأيسر الأمامي التلفيف خلال كل أغنية وخطاب التحفيز يدل على وجود تورط هذه الممرات في نقل الكلام، وكذلك معلومات الأغنية لأمامي المناطق. عدم وجود ارتباط كبير بين التدابير الفنية والهيكلية في التحكم قد يكون راجعا إلى تأثيرات سقف تفعيل وظيفي لهذه المهمة الاستماع السلبي. انخفضت تباين كسور لمسار ظهري اليسرى في المواضيع التوحد ويتسق ذلك مع انخفاض مشاركة هذا المسار للوظائف اللغوية في التوحد. من ناحية أخرى، انخفضت القيم القاعدة موتر من مسارات بطني قد يوحي زيادة الاعتماد على مسارات بطني لهذه الوظائف.
معا، نتائج التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفية والهيكلية لدينا تدعم الفرضية القائلة بأن بعيدة المدى انقطاع قد لا يكون كافيا لحساب ضعف اللغة في التوحد. بدلا من ذلك، خفضت تفعيل غادر التلفيف الجبهي أثناء الكلام قد تترافق مع فشل في الحصول على معلومات خاصة بلغة معينة من مناطق معالجة انخفاض ضعاف، بدلا من انقطاع النظام ككل. في الواقع، خلال التحفيز الكلام، والموضوعات التوحد انخفاضا في التنشيط في الفص الصدغي (بما في ذلك متفوقة التلافيف الزمني والمتوسطة الزمانية) بالنسبة لضوابط، بما يتفق مع الدراسات السابقة في المواضيع التوحد التي تستخدم المهام اللغة الاستقبالية (مولر وآخرون، 1999؛. Boddaert وآخرون .، 2004؛ جيرفيه وآخرون، 2004؛. لاي وآخرون، 2011).
واحدة إمكانية لوجود تباينات بين الموسيقى واللغة ظائف في التوحد والنماذج التي تقترح بعيدة المدى انقطاع قد تكون كلمة محددة (وبصفة عامة، اجتماعية المعلومات الخاصة) عجز الإنتباه (مولر، 2007؛. GROEN وآخرون، 2008) . في حين أن الأفراد النامية عادة ما يفضلون الكلام للمؤثرات غير الكلام وهم تلقائيا يميل لمعالجة المعلومات اللغوية والدلالية على مستوى أعلى في المحفزات الكلام، هناك أدلة على أن المواد التوحد لا تظهر لإظهار التحيز نموذجي نحو المثيرات الاجتماعية (كلين، 1991؛ داوسون وآخرون، 1998؛ شولتز وآخرون، 2000؛. Ceponiene وآخرون، 2003؛. كوهل وآخرون، 2005؛ يارفنين-Pasley وهيتون، 2007).
في المجال السمعي، والمشاركة نظم تشارك عادة في جوانب اللغة والموسيقى التجهيز لأغنية ولكن أقل من ذلك للكلام قد تنجم عن الاختلافات في معالجة على مستوى منخفض من المحفزات اللغة والموسيقى (Zatorre وآخرون، 2002). ويعتقد أن معالجة الكلام لإشراك المقام الأول التمييز التغير السريع الأصوات النطاق العريض، في حين يعتقد التغييرات نغمي في الموسيقى تحدث على جدول زمني أبطأ بكثير. دليل السلوكي من ضعاف معالجة الزمانية المكانية في مرض التوحد، لصالح مؤثرات ثابتة أو ببطء المقدمة، وقد ارتبطت مع انخفاض الربط الوظيفي في ظيفية التصوير بالرنين المغناطيسي وانخفاض التماسك في الدراسات الكهربية (Gepner وفرعون، 2009)، وتفسر على أنها ضعف القدرة على معالجة متعددة ديناميكية المحفزات الحسية. وهناك أيضا أدلة على أن في التوحد، واضطرابات في معالجة التحويرات الزمنية الزيادة سليمة مع تعقيد المحفزات (الكانتارا وآخرون، 2004؛. شمشون وآخرون، 2006، 2011؛. GROEN وآخرون، 2009)، وتقع ضمن الثانوي وليس والمناطق السمعية الأولية (شمشون وآخرون، 2011). اكتشافنا لانخفاض الثانوي (المتفوق الزمني والمتوسطة التلافيف الزمني والزاوي)، ولكن ليس السمع الأساسي (A1)، التنشيط في مرضى التوحد يتسق مع هذه النتائج السابقة في الأفراد المصابين بالتوحد عالي الأداء. وبالتالي، فهم الكلام واكتساب اللغة قد تنخفض قيمتها نتيجة للاتصال المحلي تعطلت و / أو النضج التشريحية في مناطق مثل التلفيف الصدغي العلوي، حتى لو كان الاتصال بعيدة المدى بين المناطق السمعية الابتدائية والثانوية وأجزاء أخرى من الدماغ سليمة . ونظرا لتنوع الإعاقة لغة على طول طيف التوحد، ومع ذلك، فمن المحتمل أنه قد يحدث انخفاض القيمة على طول مستويات مختلفة من تيار لغة معالجة لمختلف الأفراد.
هذه الدراسة هي واحدة من أول لصورة مجموعة من الأطفال تعمل المنخفض التوحد في حالة تأهب باستخدام مهمة وظيفية. ونظرا لصعوبة تصوير هذه الفئة من المرضى، وهناك قيود في حجم عينة من المواد المتاحة وتصميم من المحفزات والإجراءات التجريبية لاستيعاب الاحتياجات السريرية. بسبب محدودية حجم العينة والفئة العمرية واسعة من المرضى في حالة تأهب لم نكن قادرين على حساب التشكيلات استجابة ضمن مجموعات عمرية محددة. كما أظهرت حالة تأهب المصورة المواضيع التوحد "زيادة الحركة. ومع ذلك، يتراجع من العمر وحركة المعلمات لم تسفر عن الاختلافات النوعية في نتائجنا MRI وظيفية. جودة البيانات زارة التجارة والصناعة للتحليلات tractography كان محدودا أيضا voxels مستوى متباين للغاية في السريرية تسلسل الصور التصوير بالرنين المغناطيسي. وأخيرا، فإن الدراسات المستقبلية الاستفادة من إدراج مجموعة مراقبة المطابقة IQ، كما أننا لا نستطيع أن نستبعد إمكانية أن IQ ربما كان لها دور في هذه النتائج.
وشملت القيود المتعلقة بإجراءات التجريبية قيود على استخدام المحفزات مألوفة محددة لموضوع على حدة، والتفاعل المحتمل للفيديو صامت مع التحفيز السمعي. يجوز للاستخدام المحفزات غير موحدة تتألف من "الأغاني المفضلة وآبائهم وأمهاتهم" موضوعات الأصوات أيضا إدخال التأثيرات المحتملة المتعلقة درجة الألفة بين التوحد ويتحكم مجموعات التوحد قد يكون الأطفال على دراية بقلق شديد مع تحديدات أغنية خاصة بهم. وفيما يتعلق فيديو صامت، على الرغم من أنه كان فعالا للتصوير الأطفال الصغار والذين يعانون من التوحد، ونحن نعترف المخاوف بشأن التحفيز الممكنة × فيديو × تفاعلات المجموعة. ومع ذلك، فإن حالة مخدرا لا توظف الفيديو. وكانت النتائج من المرضى مخدرا، حيث كان هذا القلق غير موجود، بما يتفق مع تلك من المرضى الذين تم تصويرها في حالة تأهب. داخل المجموعة أغنية مقابل مقارنات اللغة عبر هذه الظروف، ودعم تأثير مستقل سواء الفيديو أو التخدير. الدراسات المستقبلية مع عينة الأحجام ومقارنات أكبر بين المحفزات مألوفة وموحدة للرقابة لاختلاف الخصائص الموسيقية واللغوية يمكن أن توفر فهم أكثر تحديدا كيف أن الموسيقى والقدرات اللغوية تتطابق مع تفعيل العصبي لخصائص مختلفة من الموسيقى والغناء والكلام.
وأخيرا، فإن الاستنتاج أن انقطاع قد لا يكون سببا في وظيفة العصبية الشاذة وهيكل نظام اللغة يشير إلى وجود مؤشر إيجابي لإعادة تأهيل اللغوي في التوحد. بالإضافة إلى ذلك، نظم المتداخلة بين اللغة والموسيقى ربما تدعم استخدام الموسيقى لتأهيل ضعاف اللغة (باتيل، 2011). تم الإبلاغ عن تقنيات التفاعل الموسيقية لتكون فعالة في تحسين السلوك الاجتماعي والتواصل لدى الأطفال المصابين بالتوحد (ويبل، 2004؛ كابلان وستيل، 2005؛ الذهب وآخرون، 2006؛. Wigram والذهب، 2006؛ وان وآخرون، 2010). وقد اقترح أن العلاج بالموسيقى للغة والاتصالات يمكن أن يتحقق من خلال تحسين الاستجابة الشخصية، وزيادة الاهتمام المشترك، وإشراك الردود مرآة الخلايا العصبية في التلفيف الجبهي خلال التواصل اللفظي إلى جانب المهام الموسيقية (الذهب وآخرون، 2006؛. Molnar- Szakacs وأوفري، 2006؛ Wigram والذهب، 2006؛ أوفري، 2009؛ Rizzolatti وفابري-ديسترو، 2010؛ وان وآخرون، 2010). أن الدراسات العلاجية المستقبلية التي تختلف بشكل منهجي الخصائص الموسيقية واللغوية توفير مزيد من التقييم لهذه الفرضية.
« آخــر المشـاركــات »
12-18-2015, 10:46 PM
العرض العادي
