孤独症谱系障碍(Autism Spectrum Disorder,ASD)是一种神经发育性障碍,其核心症状表现为社会交往障碍以及重复刻板行为。运动干预已被证明可以有效改善ASD的核心症状,但其作用的神经机制尚不明确。神经影像学研究表明ASD患者脑网络存在异常,且与ASD核心症状有关。鉴于此,本研究旨在评估12周的小篮球干预(Mini-Basketball Training Program,MBTP)对脑功能和结构网络的影响及其与ASD核心症状改善的关系。我们在MBTP开始前和结束后分别进行磁共振结构像、静息态功能像以及行为量表的采集。本研究纳入3-12岁的ASD儿童58人,其中实验组32人,控制组26人,且实验前两组被试的年龄,性别均无显著差异。在实验期间,控制组只接受常规的行为康复干预,实验组在此基础上进行12周的MBTP。对于功能像,本研究使用个体功能网络划分的方法,将全脑分为18个网络计算功能连接。在结构像上,基于AAL模板运用KL散度相似性的方法构建个体形态学脑网络,并使用图论分析方法研究其拓扑属性,进一步采用基于网络的统计(NBS)方法探究MBTP改变的子网络。使用重复测量方差分析,我们发现相较于控制组,实验组儿童的社交障碍和刻板行为减轻,证明了MBTP对ASD核心症状的积极影响。对于功能连接,实验组感觉运动网络(SM)内的正连接、SM与显著网络(SN)间的正连接减小,SM与注意网络(DA)间的负连接增加,且连接的改变均与ASD核心症状的改善相关。我们推测负责外界感觉刺激输入的SM与SN、DA的分离是由于MBTP团体参与的特点,使ASD儿童将更多注意力分配给社交刺激而非感官刺激。对于脑结构连接,NBS分析揭示了实验组存在与社会交往相关的连接减小的皮下-皮质网络;拓扑属性的分析结果显示,实验组的全局路径长度增加,全局效率减小,颞下回与皮层下结构核壳的节点效率和度中心性减小,且拓扑属性的改变均与社交障碍的改善相关,这些结果暗示MBTP调节了ASD脑结构网络的过连接,主要影响了与认知相关的皮层下区域和颞叶脑区。综上,本研究强调了MBTP在改善ASD核心症状以及促进大脑结构和功能网络向典型大脑发育方面的有效性。
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