孤独症语音感知和语言网络神经网络研究

语言能力涉及大脑皮层和皮层下结构。与语言相关的脑区在解剖上主要涉及额叶、颞叶和顶叶，在功能上则有不同的分区法。最常见的分区法是将其分为语言中枢和运用中枢。语言中枢包括运动语言中枢（Brocade区、Wernicke区）、书写语言中枢、听觉语言中枢和视觉语言中枢。运用中枢位于优势半球的缘上回。它们彼此间有密切联系。

✤ Brocade区受损时，出现运动性失语，以口语表达障碍为突出特点，听的理解相对较好。

✤ Wernicke区受损时，出现包含命名性失语在内的感觉性失语，以流利型口语和严重听理解障碍为特点。

✤ 角回区受损时，出现失读症。

✤ 听觉语言中枢受损时，出现失听症。

✤ 额中回后部受损时，出现失写症。

✤ Wernicke区投射到Brocade区的弓形束被破坏，出现传导性失语。

以上的区域更多是是涉及语法分析阶段所激活的语言加工区域。而语用阶段以及包括较大的文本加工时，发现还有许多其它需要激活的区域：外侧前额叶的一致性监控网络、文本整合网络，颞叶的粗糙语义加工网络，顶叶的空间表象网络。

由此可见，语言理解涉及很大范围的脑区和许多认知能力。

ASD涉及大脑发育和生长模式的非典型，这些非典型可能在生命的不同阶段被发现。在某种程度上，社会行为的非典型与非典型的注意力模式和孤独症的语言缺陷共存，孤独症患者对社会相关刺激(如说话)注意力的发展可能受到损害，这个因素可以部分解释他们在感知语音的韵律性和社会性方面的缺陷。孤独症的语音感知非典型可能与对特定语音刺激的注意力选择性损伤相一致。

早在6-12个月大时，婴儿在颞上回的传统听觉区域和额叶对听觉信号的反应运动区域都被激活。同样的，2-3岁的孩子在听睡前故事的同时，会激活多个大脑区域，包括额叶、颞叶和小脑皮层。有理由认为，由于神经发育的干扰，语言区域之间的功能连接受到损害，这可能是孤独症患者社交交流缺陷的基础。

在年龄较大的孤独症儿童和成年孤独症患者中，在口语和书面语理解任务中，如语义分类、句子处理和单词流畅性等，大脑额叶和颞叶皮层的功能组织非典型一直被观察到。它的表现形式是右半球的反应性增强，而左半球的反应性减弱。当大脑左右半球的活动被直接比较时，孤独症患者通常表现出较少的功能偏侧化或向右不对称的倾向。当TD看到一个字母时，他们会自动将其重新编码到字母的名称中，用左半球语言和额叶工作记忆大脑区域处理信息。然而，当患有孤独症的成年人看到一个字母时，他们在右脑视觉图像区域处理信息，而不能从语言上重新编码信息。左半球语言区处理语言信息的倾向降低可能会影响口语的发展。

fMRI数据显示，在孤独症组中，左半球对语言的反应缺陷和非典型的右半脑语言不对称。因此推测, 在生命的早期，左半球语言感知和语言理解的专门化的失败可能不仅延迟了基本的语言习得，而且也损害了社会行为的发展。大脑右半球的激活实际上可能反映了右半球语言使用领域的篡夺，它排挤了社会交际能力，再次加强了孤独症谱系障碍的定义症状与社会交际联系关联性。

孤独症语言理解的行为和神经成像研究也指出了孤独症思维灵活性方面的困难，例如，根据情况或环境的变化转换到不同的思想或行动的能力。谱系中个体刻板、注重细节的认知风格可能与执行功能的核心困难有关，包括反应监控和认知控制，这是该谱系障碍的特征。

人类大脑额叶和颞叶皮质之间的交流对正常的语言发展至关重要。然而，患有孤独症的婴儿和蹒跚学步的幼儿却表现出这些脑叶的病态过度生长，一些使用扩散张量成像的研究已经揭示了连接这些区域的背侧和腹侧语言通路的白质，以及跨越孤独症患者大脑其他区域的神经束，是中断。

弓状束和上纵束共同构成背侧语言通路，连接布洛卡区和韦尼克区，并被认为与声音到发音的映射有关，更广泛地说，在分析作为语音和句法处理的串行序列。这些纤维不同于通过极端囊连接颞叶中部和腹侧前额叶皮层的腹侧语言通路。有人认为，腹侧流参与了声音到意义的映射(即理解与语义检索)。

高分辨率的时空脑成像方法，如脑电图、脑磁图和功能磁共振成像，揭示了人类大脑的工作是一个动态的，精心编排的一系列大脑区域之间的层次结构的相互作用。因此，在ASD的颞叶语言区域的激活减少可能与一个更大的问题有关，即由于广泛区域之间缺乏协调活动，这些区域在早期发展中未能形成有效的功能连接。

在一项神经成像研究中，研究人员使用图像解决问题的任务，目标是语言和视觉空间能力，发现功能磁共振成像和相关的结构连接(弥散张量成像)证据表明，在一组高功能孤独症青少年中，语言网络受到了破坏。发现，与正常对照组相比，ASD组的上纵束白质减少。相比之下，与健康对照组相比，ASD组表现出颞腹侧白质增加，相应的枕外侧颞沟的激活增加，可能支持ASD患者高度依赖与该区域相关的视觉处理，以应对通常较差的语言能力。

结果与早期的发现一致，即孤独症患者明显偏好视觉处理而非语言处理。明显的是，ASD患者的顶叶区域的激活增加，而额叶/前额叶区域的激活减少。总之，这些发现指出了孤独症患者语言区域的非典型激活和协作。

重要的是，最近的一项研究发现，在高风险的幼儿中，白质纤维束的发展轨迹不典型、变钝，进而发展成孤独症症状，这表明在出现临床症状之前，神经生物学基础就已经改变了。

除了结构连接，功能连接的测量使用功能磁共振成像和脑磁图显示出神经激活的长距离同步减少，但增强了ASD的局部功能连接。尽管许多的研究发现缺乏一致的发现(即，过度连接与不足连接)，但是非典型的连接模式似乎是孤独症患者大脑的特征。

另一项fMRI研究表明，即使在语言任务不需要的情况下，孤独症患者也会使用与视觉处理或视觉图像相关的大脑区域，这表明应该使用语言区域处理的信息最初是视觉处理的。这些研究提供了一种可能的解释，为什么视觉辅助工具在发展孤独症儿童的交流、口语和社交技能方面取得了成功。

同样，在一项扩展语言网络的内在功能连通性(iFC)的研究揭示：与正常发育的同龄人相比，患有孤独症的儿童在某些语言区域之间的连通性增强。发现ASD组的核心语言之间的连通性完好无损，但扩展语言网络区域之间的连通性也异常增强。此外，与负责自我反省和视觉处理的大脑网络相关区域的连通性也增强了。

从种子到整个大脑的分析显示，ASD组的语言区域与后扣带皮层(PCC)和视觉区域的连接性增强。事后有效连通性分析显示，在ASD亚组中，PCC对双侧额下回和视觉区域的iFC具有中介作用。这一发现证实并扩展了先前关于ASD语言处理中会招募视觉区域的报告。另外，PCC和视觉区域间iFC的增加与ASD亚组中较低的语言分数成正相关性关系，这表明，在默认模式区域的调节下，视觉皮层的连通性增强可能对语言能力有害。

研究结果表明，ASD中的非典型性连接可能主要影响扩展网络的区域(而不是传统的区域，如Broca区和Wernicke区)，即使在全语言和高功能的孤独症也有很大的异质性。