N290 ERP电位分析在自闭症高危婴儿面部敏感皮层源的应用

论文题目：

中文翻译：自闭症高危婴儿面部敏感N290 ERP成分的皮层源分析

发表时间：2022年8月

发表网址：https://doi.org/10.3390/brainsci12091129

本研究使用个体头模型，并将其应用于源数据分析，检查了患有高风险自闭症谱系障碍 (ASD) 婴儿的面孔敏感性 N290 事件相关电位 (ERP) 的神经基础。其中包括患有 ASD (ASIBs) 的婴儿同胞和患有脆性 X 综合征 (FXS) 的婴儿。首先选择被试的个体头模，当被试自己的 MRI 不可用时，使用特定于组的头模型。这些结果为 ASD 高风险和低风险婴儿以及病因不同的高风险群体的面部处理过程中独特的神经激活模式提供了证据。在与专门的面部处理最相关的大脑区域中，所有婴儿对面部的激活程度都高于玩具刺激条件。患有 FXS 的婴儿在所分析的脑区中都显示出更高水平的面部激活，而 ASIB 则显示出更温和的激活水平。目前的研究结果证明了特定组头部模型对于 ASD 高风险婴儿的准确皮层源分析的重要性。
 

实验被试

57名12个月大的婴儿，其中包括21名 ASIB（N = 18名男性）、15名 FXS 婴儿（N = 8名男性）和21名正常发育的 LRC 婴儿（N = 16名男性）。只有完成结构 MRI 记录的 ASD 高风险婴儿（即 8名 ASIB 和 11名 FXS 婴儿）才被纳入头部模型比较。
 

到达婴儿发育实验室后，婴儿佩戴EGI Hydrocel高密度网状电极帽。他们被安置在父母的膝上，在显示器前进行刺激呈现。摄像机位于显示器上方，以记录被试的观看行为。ERP刺激呈现500毫秒，在刺激呈现之间存在500-1500毫秒的随机间隔。
 

从婴儿脑成像研究 (IBIS) 中获得了另外 77 个结构 MRI。其中 53 份扫描来自 12 个月大的 ASIB，24 份扫描来自 12 个月大的 FXS 婴儿。在从婴儿 ASIB 获得的 53 次扫描中，27 次来自后来被诊断患有 ASD 的婴儿，26 次来自未被诊断患有 ASD 的婴儿。具有 FXS 的 IBIS 参与者并未全部接受 ASD 测试，因此我们没有他们的数据结果。从婴儿 ASIB 收集的所有 53 次扫描用于创建 IBIS-ASIB 头部模型，从患有 FXS 的婴儿收集的所有 24 次扫描用于创建 IBIS-FXS 头部模型。为 IBIS 提供扫描的婴儿未参与本研究的 ERP 或 MRI 部分
 

图 1概述了 EEG 和 MRI 数据的数据处理流中的主要步骤。成像数据在个人（即，头部模型是从个体被试的 MRI 创建以用于他们的数据）和组（即，头部模型是从 MRI 组的平均值创建）级别进行处理。
 

12 个月大婴儿的电极位置是通过拍摄被试头部的 EEG 网络照片并匹配与基准位置相关的电极和平均 MRI 模板上的基准来确定的。剩余的电极位置是根据它们与 EGI Hydrocel 网状电极帽上的基准电极的连接来估计的。12 岁和成人平均模板的电极位置来自电极定位测量系统的测量。该系统将网络的照片数字化并将其转换为电极放置。电极放置与 MRI 共同注册，平均，并放置在相应的平均 MRI 模板上。
 

示意图，非文章图

图 2. 6 个月大的平均年龄在适当模板上显示的感兴趣区域 (ROI)
 

皮层源分析

使用被试自己的 MRI 头部模型（如果可用）和最佳替代品（当头部模型不可用时）完成 N290 ERP 数据的皮层源分析。在顶枕电极附近的电极（PO7：59、65、66；PO8：84、90、91；PO9：64、65、68、69；PO10：89、90、94、95）、顶叶（P7：51、58、59；P8：91、96、97；P9：57、58、63、64；P10：95、96、99、100）和颞叶– 顶叶（TP7：46、50、51；TP8：97、101、102；TP9：50、56、57；TP10：100、101、107）电极。使用定制的 MATLAB 脚本来识别 N290 对于每个刺激条件的最大振幅点

结论

目前的研究结果支持适当的头部模型对准确的皮层源分析的重要性。与婴儿ASIB 和FXS的ERP数据的比较进一步表明，独特的被试群体需要独特的头部模型。ASD 高风险婴儿的病因不同组在大脑结构和功能方面彼此不同，这是确定合适的头部模型时的重要考虑因素。N290的皮层源分析显示，无论风险如何，所有被试组都对面孔有特异性。在与面部处理最密切相关的ROI中，包括中梭状回在内的对面部的激活程度更高。但是，在高风险人群中发现了激活的细微差异，包括在患有 FXS 的婴儿中检查的所有 ROI 的面部激活增加，以及ASIB中的 ROI 激活水平有所减弱。该领域的持续研究对于促进更多地了解与神经发育障碍（包括 FXS 和 ASD）中的社会信息处理相关的皮层发育非常重要。

为当前研究创建的模板可供临床和实验研究人员使用。已提供的平均模板包括 T1W 头、T2W 头、T1W 大脑和 T2W 大脑。还提供特定年龄的模板。模板卷以 NIFTI 格式存储在 nitrc.org 上。访问说明可在线获取（http://jerlab.psych.sc.edu/neurodevelopmentalmridatabase，于 2022 年 7 月 12 日访问），如有兴趣，请联系 John E. Richards ( richards-john@sc.edu )。该研究的 ERP 数据可在国家自闭症研究数据库（NDAR，https ://nda.nih.gov，2022年 7 月 12 日访问）上获得。

参考文献：

Guy, M.W.; Richards, J.E.; Roberts, J.E. Cortical Source Analysis of the Face Sensitive N290 ERP Component in Infants at High Risk for Autism. Brain Sci. 2022, 12, 1129. https://doi.org/10.3390/brainsci12091129

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