N290 ERP電位分析在自閉癥高危嬰兒面部敏感皮層源的應用
論文題目：
Cortical Source Analysis of the Face Sensitive N290 ERP Component in Infants at High Risk for Autism中文翻譯：自閉癥高危嬰兒面部敏感N290 ERP成分的皮層源分析
發(fā)表時間：2022年8月
發(fā)表網(wǎng)址：https://doi.org/10.3390/brainsci12091129
摘要：本研究使用個體頭模型，并將其應用于源數(shù)據(jù)分析，檢查了患有高風險自閉癥譜系障礙 (ASD) 嬰兒的面孔敏感性 N290 事件相關電位 (ERP) 的神經(jīng)基礎。其中包括患有 ASD (ASIBs) 的嬰兒同胞和患有脆性 X 綜合征 (FXS) 的嬰兒。首先選擇被試的個體頭模，當被試自己的 MRI 不可用時，使用特定于組的頭模型。這些結果為 ASD 高風險和低風險嬰兒以及病因不同的高風險群體的面部處理過程中獨特的神經(jīng)激活模式提供了證據(jù)。在與專門的面部處理最相關的大腦區(qū)域中，所有嬰兒對面部的激活程度都高于玩具刺激條件�；加� FXS 的嬰兒在所分析的腦區(qū)中都顯示出更高水平的面部激活，而 ASIB 則顯示出更溫和的激活水平。目前的研究結果證明了特定組頭部模型對于 ASD 高風險嬰兒的準確皮層源分析的重要性。
實驗被試
57名12個月大的嬰兒，其中包括21名 ASIB（N = 18名男性）、15名 FXS 嬰兒（N = 8名男性）和21名正常發(fā)育的 LRC 嬰兒（N = 16名男性）。只有完成結構 MRI 記錄的 ASD 高風險嬰兒（即 8名 ASIB 和 11名 FXS 嬰兒）才被納入頭部模型比較。
到達嬰兒發(fā)育實驗室后，嬰兒佩戴EGI Hydrocel高密度網(wǎng)狀電極帽。他們被安置在父母的膝上，在顯示器前進行刺激呈現(xiàn)。攝像機位于顯示器上方，以記錄被試的觀看行為。ERP刺激呈現(xiàn)500毫秒，在刺激呈現(xiàn)之間存在500-1500毫秒的隨機間隔。
從嬰兒腦成像研究 (IBIS) 中獲得了另外 77 個結構 MRI。其中 53 份掃描來自 12 個月大的 ASIB，24 份掃描來自 12 個月大的 FXS 嬰兒。在從嬰兒 ASIB 獲得的 53 次掃描中，27 次來自后來被診斷患有 ASD 的嬰兒，26 次來自未被診斷患有 ASD 的嬰兒。具有 FXS 的 IBIS 參與者并未全部接受 ASD 測試，因此我們沒有他們的數(shù)據(jù)結果。從嬰兒 ASIB 收集的所有 53 次掃描用于創(chuàng)建 IBIS-ASIB 頭部模型，從患有 FXS 的嬰兒收集的所有 24 次掃描用于創(chuàng)建 IBIS-FXS 頭部模型。為 IBIS 提供掃描的嬰兒未參與本研究的 ERP 或 MRI 部分
圖 1概述了 EEG 和 MRI 數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理流中的主要步驟。成像數(shù)據(jù)在個人（即，頭部模型是從個體被試的 MRI 創(chuàng)建以用于他們的數(shù)據(jù)）和組（即，頭部模型是從 MRI 組的平均值創(chuàng)建）級別進行處理。
電極放置
12 個月大嬰兒的電極位置是通過拍攝被試頭部的 EEG 網(wǎng)絡照片并匹配與基準位置相關的電極和平均 MRI 模板上的基準來確定的。剩余的電極位置是根據(jù)它們與 EGI Hydrocel 網(wǎng)狀電極帽上的基準電極的連接來估計的。12 歲和成人平均模板的電極位置來自電極定位測量系統(tǒng)的測量。該系統(tǒng)將網(wǎng)絡的照片數(shù)字化并將其轉換為電極放置。電極放置與 MRI 共同注冊，平均，并放置在相應的平均 MRI 模板上。
示意圖，非文章圖
感興趣的腦區(qū)
圖 2. 6 個月大的平均年齡在適當模板上顯示的感興趣區(qū)域 (ROI)
皮層源分析
使用被試自己的 MRI 頭部模型（如果可用）和最佳替代品（當頭部模型不可用時）完成 N290 ERP 數(shù)據(jù)的皮層源分析。在頂枕電極附近的電極（PO7：59、65、66；PO8：84、90、91；PO9：64、65、68、69；PO10：89、90、94、95）、頂葉（P7：51、58、59；P8：91、96、97；P9：57、58、63、64；P10：95、96、99、100）和顳葉– 頂葉（TP7：46、50、51；TP8：97、101、102；TP9：50、56、57；TP10：100、101、107）電極。使用定制的 MATLAB 腳本來識別 N290 對于每個刺激條件的最大振幅點
結論
目前的研究結果支持適當?shù)念^部模型對準確的皮層源分析的重要性。與嬰兒ASIB 和FXS的ERP數(shù)據(jù)的比較進一步表明，獨特的被試群體需要獨特的頭部模型。ASD 高風險嬰兒的病因不同組在大腦結構和功能方面彼此不同，這是確定合適的頭部模型時的重要考慮因素。N290的皮層源分析顯示，無論風險如何，所有被試組都對面孔有特異性。在與面部處理最密切相關的ROI中，包括中梭狀回在內的對面部的激活程度更高。但是，在高風險人群中發(fā)現(xiàn)了激活的細微差異，包括在患有 FXS 的嬰兒中檢查的所有 ROI 的面部激活增加，以及ASIB中的 ROI 激活水平有所減弱。該領域的持續(xù)研究對于促進更多地了解與神經(jīng)發(fā)育障礙（包括 FXS 和 ASD）中的社會信息處理相關的皮層發(fā)育非常重要。
數(shù)據(jù)可用性聲明為當前研究創(chuàng)建的模板可供臨床和實驗研究人員使用。已提供的平均模板包括 T1W 頭、T2W 頭、T1W 大腦和 T2W 大腦。還提供特定年齡的模板。模板卷以 NIFTI 格式存儲在 nitrc.org 上。訪問說明可在線獲�。╤ttp://jerlab.psych.sc.edu/neurodevelopmentalmridatabase，于 2022 年 7 月 12 日訪問），如有興趣，請聯(lián)系 John E. Richards ( richards-john@sc.edu )。該研究的 ERP 數(shù)據(jù)可在國家自閉癥研究數(shù)據(jù)庫（NDAR，https ://nda.nih.gov，2022年 7 月 12 日訪問）上獲得。
參考文獻：
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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