小脑的社交和认知功能与自闭症的相关研究

握手、随意的举手击掌、礼貌而有效的结束通话等，这些行为是社交互动的基础。对于正常发育的个体来说，这些都是很自然的社交行为。然而，对于自闭症患者，所有这些行为都可能具有挑战性，因为这些行为依赖于大脑预测、错误纠正和正常学习的中枢——小脑。
小脑，即位于颅骨底部的蝴蝶状结构，其主要功能长期以来一直被认为是协调运动。然而，在过去十多年里，越来越多的证据表明小脑在认知和社交技能方面的作用，而且小脑与自闭症的相关也得到越来越多的支持。

小脑与自闭症的相关研究
20多年来，研究人员已经知道，死亡后的自闭症大脑显示出被称为Purkinje细胞的神经元受损，这些神经元将信号从小脑中传递出去1。许多影像学研究还显示，自闭症患者和正常发育个体在小脑的容量或部分结构上存在差异2。
越来越多的证明表明小脑与自闭症相关。研究发现，自闭症患者的眼球运动、握力和其它与小脑有关的功能通常受损。2018年，一项对近500人的脑成像研究表明，与正常人相比，自闭症患者的小脑与大脑的感觉和运动网络之间的连接有所不同。
其他研究发现小脑与自闭症的一些核心特征有关。例如，仅在Purkinje细胞中破坏与自闭症相关的某些基因，例如TSC1和PTEN，足以引发小鼠的社交问题。早产儿在出生时因出血或缺氧而导致小脑受伤，自闭症几率大大增加。
科学家们已经研究了小脑和社交大脑回路之间的联系，并将这些回路的破坏与自闭症或其特征联系在一起。同时，行为数据显示小脑以类似于其运动功能的方式调节社交技能。

小脑的社交与认知功能与自闭症的关系
在2000年左右，研究人员了解到小脑具有类似于大脑皮层的功能分区，而且发现小脑的不同区域在不同的任务中激活3。
这些发现扩大了研究人员对小脑作用的认识，除了运动调节功能外，小脑还可以预测和纠正其它方面的错误：如，小脑可以防止人们绊倒在不平坦的人行道上；当人们坐得太靠近谈话伙伴时，小脑也会给予提醒，或帮助他们在适当的时候大笑或表示同情。
一些研究人员正在研究自闭症的运动问题以揭示其机制，这一机制可能也是自闭症患者社会和其它认知问题的潜在机制。
例如，研究发现，自闭症患者很难用适当的力度按压拇指和食指之间的传感器以控制计算机屏幕上线条的位置4。他们要么纠正过度，要么纠正不足，或者以可变且不可预测的方式进行操作。
另一个研究发现，自闭症患者在学习新动作时倾向于依靠本体感觉而非视觉反馈。这种趋势可能会导致自闭症的社交困难，因为大多数人主要通过视觉反馈来学习社交技能5。

小脑特定区域与自闭症的关系
研究人员还在探索与自闭症具有强关联的小脑特定区域，尤其是一个被称为 right crus I (RCrusI) 的小区域。
2017年的一项研究表明，破坏小鼠的RCrusI会产生社交行为、重复性行为和思维固化，让人联想到自闭症。但是这些小鼠没有运动困难。
研究还发现，RCrusI连接到两个与自闭症有关的网络：默认模式网络（在白日梦和睡眠期间处于活动状态）和额顶网络（参与高级认知过程）。小脑与另一个区域（腹侧盖区，涉及奖励和动机）之间的连接中断，削弱了小鼠的社交兴趣。

小脑对早期社会行为的影响
由于肿瘤或中风而对小脑造成损害的成年人也可能会发展出细微的社交和情感问题，但他们并没有自闭症。这可能表明，小脑与社会行为的联系可能存在一个所谓的“关键时期”。
研究证明，在早期（而不是后期）使小脑的某些部分失活会导致小鼠出现类似自闭症的特征。这表明，小脑似乎对于这些认知和社交能力的正常发展必不可少。
另一项研究显示，一种名为rapamycin的药物可以预防Purkinje 细胞中缺乏TSC1的小鼠的Purkinje 细胞损失并逆转某些自闭症特征，但这只有当小鼠的年龄小于10周时才有效。目前尚不清楚人类是否存在类似的关键期。

小脑功能与自闭症干预
小脑对自闭症的重要性激发了人们寻求新的治疗方法，包括对小脑进行电刺激，通过电子游戏塑造小脑回路等。
例如，有研究使用经颅直流电刺激改变小脑的活动。这种刺激通过放置在头皮上的电极将电流传递到大脑，以改变部分小脑的活动。 另一项研究正在尝试使用视频游戏来训练自闭症儿童的视觉运动系统，在视频游戏中，玩家会尝试模仿舞蹈动作。该训练旨在增加RCrusI与其他大脑区域之间的联系，从而改善社交行为。
同时，研究人员继续探索小脑的功能及其与自闭症的关系。先进的技术（例如高级显微技术）正在帮助人们重新认识这种大脑结构的功能。


参考文献：
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 Stoodley CJ. & Schmahmann JD. (2008). Functional topography in the human cerebellum: a meta-analysis of neuroimaging studies. Neuroimage. 44(2):489–501.
Wang Z. et al. (2017). Increased Force Variability Is Associated with Altered Modulation of the Motorneuron Pool Activity in Autism Spectrum Disorder (ASD). Int J Mol Sci. 25:18(4).
Marko MK. et al. (2015). Behavioural and neural basis of anomalous motor learning in children with autism. Brain. 138:784–97.

图片及内容来源：https://www.spectrumnews.org/news/brains-motor-hub-plays-unsung-role-in-social-skills-cognition/