自闭症解剖组织学基础新认识

自闭症解剖组织学基础新认识

李培

永州职业技术学院医学院湖南永州425100

摘要：自闭症是病因及其病理机制都尚没有能让人类所深入知晓的病症。本文阐述了该病的神经解剖学定位、脑的组织细胞和脑内分子结构等方面的基础性改变，尤其是梳理了脑的影像学和神经组织化学方面的新进展，并提出了笔者自己的见解，这些都会为今后的进一步研究和临床应用打下良好的基础。

关键词：自闭症；解剖组织学；脑影像学；镜像神经元；神经组织化学

[Abstract]：Autismistheetiologyandpathologicalmechanismarestillnotabletolethumanbeingsdeeplyknowillness。Thispaperexpoundsthebasicaspectsoftissuecellsandbrainneuroanatomicallocalization，thediseaseofthebraininmoleculestructurechange，especiallycombednewprogressbrainimagingandchemicalnervetissue，andputforwardtheauthor'sownopinion，thesewillbeagoodfoundationforthefuturefurtherresearchandclinicalapplicationoflay。

[Keyword]：AutismAnatomyhistologyBrainimagingMirrorneuronNervetissuechemistry

自闭症，医学上也称孤独症。即人为地自我封闭于一个相对固定与狭小的环境中，因而隔绝了与人的交往而产生的心理障碍的症候群。人们虽对病症知晓较少，但所看到的表现却是惊人的相似和统一：不善言辞、交流和语言障碍、只进行重复刻板的行为以及只对有限的活动感兴趣。

自闭症的解剖组织细胞学改变，是直到上世纪80年代才开始逐步被人们所认识。近年来进展很快。本文从脑的解剖学定位、脑的组织细胞和脑内分子结构等方面的改变作一小结性认识，以利与同道及患儿家属一起更深认识自闭症，战胜自闭症。

1自闭症脑神经解剖学改变

1.1自闭症神经解剖学定位

脑成像技术和尸体解剖等方法对自闭症展开了大量研究，得出最为一致的认识，是患者存在过大的脑体积，尤其是在6-24个月时，这种脑过度生长现象尤为明显。Meta分析提示灰质如杏仁核，海马和楔前叶，白质如弓形纤维束和钩突纤维束等结构，也呈现出神经解剖学差异，胼胝体体积的减小也是一个相当一致的研究结果。也有研究发现额叶和颞叶灰质和白质区域，包括内侧前额叶皮层、眶额皮质、颞上区、颞极、杏仁核、脑岛和背扣带，均与自闭症表现相关。其异常主要影响个体参与社会认知和活动。还有比较研究得知，自闭症患者的小脑蚓部第六、七小叶比正常人组的小脑体积来得小，并发现自闭症组的脑干和正常组比较起来也有一些问题。

有尸检研究表明，自闭症患者杏仁核，梭状回和小脑神经元数目减少，和持续的神经炎症迹象。但遗憾的是大多数尸体捐赠者为大龄儿童，所以无法研究脑在婴幼儿期的不典型发育。

值得提示的是，主诉以语言发育障碍为主的患儿，脑部的CT/MRI、EEG、BAEP、SPECT辅助检查中，其SPECT发现异常的检出率高，主要表现为左侧大脑血流灌注降低，血流异常的部位主要是颞叶、额叶和边缘系统（海马回、扣带回等）。所以语言发育迟缓为主诉的儿童病例应考虑自闭症的可能。[1-2]

1.2自闭症患者脑的影像学改变

磁共振成像（MRI）：在患儿的常规MRI检查中，已较为明确的是脑容积的增大，而且确定主要是皮层、海马、杏仁体和小脑的增大。但也有报告小脑体积较小；还有报告大脑的某些部位有萎缩现象。

功能性磁共振成像（fMRI）：该检查是反映脑的结构和功能状态的重要手段。运用该技术对自闭症患者小脑认知和运动功能的研究发现，患儿脑运动区明显活跃，而注意力功能区活跃度明显降低。在对接受语言任务的研究中发现，患儿右侧额叶较正常对照更为活跃，提示右侧大脑半球在语言功能上占优势。在对面部表情识别的研究发现，其皮层边缘系统神经通路异常，提示自闭症患儿对识别面部表情有困难。

单光子发射断层显像（SPECT）：该技术是利用同位素标记的低分子量脑显像剂，以其自由通过血脑屏障的特性来检测脑的变化的。在对自闭症患儿额叶发育延迟的追踪研究中，观察到3～4岁患儿存在暂时性额叶灌注降低，到6～7岁时其灌注又恢复正常，提示自闭症患儿额叶发育延迟。在对功能缺陷进行的检查中，发现患儿的颞叶与顶叶血流灌注量降低，且左侧低于右侧；而额叶和枕叶血流灌注降低，则为右侧低于左侧。

正电子发射计算机断层显像（PET）：在利用同位素标记脑神经受体配体进行PET评价脑内受体的变化时发现自闭症患儿脑存在5-HT及多巴胺传递途径受阻。[1-2-3]

2自闭症的组织细胞学改变

前已述及，一些学者观察到自闭症患儿的头围及脑重量增加。解剖学研究证实，整脑，尤其是边缘系统、小脑和脑干均有改变。其组织细胞学的改变如海马、海马旁回和杏仁体的细胞密度增大，而细胞的体积却缩小；小脑浦肯野细胞数目明显减少等等。

更值得我们重点认识的是小清蛋白阳性中间神经元和镜像神经元系统的变化。

2.1小清蛋白（Parvalbumin，PV）阳性中间神经元

小清蛋白是一种低分子量的Ca：+结合蛋白（CaBPS）；PV阳性神经元是一种抑制性中间神经元，它代表了那些高代谢和高电活动的GABA能中间神经元的亚群。其分布较广泛，如上丘脑的各层均有分布，其释放的神经化学物质与个体的神经功能形成及发育密切相关。

在自闭症脑内的形态变化观察中，两种动物模型鼠均显示杏仁体、前额叶皮层和海马区内的PV阳性神经元胞体形态、大小、突起的长度和密度等与正常对照组（CTL）相比，都发生了不同程度的变化。这些结果揭示，PV中间神经元在自闭症的发病过程中发挥着重要的作用，它们的改变可能削弱了对自闭症相关的神经环路中锥体神经元的抑制作用。[4]

2.2镜像神经元系统

人脑中主要存在两个镜像网络，分别称为顶额镜像系统和边缘镜像系统，前者由Broca区、运动前皮层腹侧（PMv）、中央前回下部、额下回后部（IFG）及顶下小叶（IPL）嘴侧等构成；后者由脑岛、杏仁核、前额叶皮层等构成。分布于不同脑区的所有镜像神经元构成了镜像神经元系统，该系统提供了一种能很好地统一动作感知与动作执行的“观察-执行匹配机制”。这种“观察-执行匹配机制”在动作理解、动作模仿、运动想象和运动学习及至理解行为意图等重要的神经生理学过程中起关键作用。

通过模仿来学习是人类特有的能力，也是人类语言和文化的基础。模仿有助于新运动模式的建立，在运动学习和再学习过程中意义重大。Rizzolatti等将镜像神经元系统视为模仿神经网络的重要组成部分。[3]有荟萃分析和多个实验也都证实，经典的镜像神经元分布区加上其他一些顶叶和额叶脑区在动作模仿中起重要作用。[4-5-6]

根据以上证据，我们完全有理由支持早先就有人提出的，镜像神经元系统损伤与自闭症有内在联系。自闭症的形成与婴儿时期受到的干扰有关。这种干扰与环境尤其是电磁辐射关系密切。因处发育阶段婴儿的镜像神经系统对电磁辐射十分敏感。

3自闭症的神经组织化学改变

3.1活组织代谢物成分分析

磁共振波谱分析（MRS）技术：对活体组织代谢物成分和含量的检测得以实现。有人用此技术观察到自闭症患儿左侧丘脑N一甲基天冬氨酸（NAA）代谢水平下降，而NAA代谢水平被认为是神经元数量和活性的标志。以同样技术，还有人观察到自闭症患者海马和杏仁体区域谷氨酸/谷氨酰胺以及肌醇/磷脂酰肌醇代谢水平的升高。

正磁共振弥散张量成像（DTI）研究：该技术对测量神经组织白质的成熟非常敏感。有研究探讨了灰质区之间的异常神经连接显示，在自闭症人群中有降低的各向异性分数，进而引起在额叶白质、颞叶白质、胼胝体、额上回和小脑中白质微结构方向性的降低。[1-7-8]

3.2遗传分子基础研究

在自闭症的遗传和分子基础的研究中表明，自闭症并非一种单基因疾病，而像是由于突变影响到多个基因通路，从而导致自闭症的表现特征。正常神经连接和环路的改变引起了社会化、交流和行为的发育不良。

还有资料显示，自闭症的遗传因素极为明显，全基因组扫描发现了数十个自闭症的候选基因位点，可能的易感基因和染色体异常涉及到信号转导通路、神经元增殖和分化以及神经元突触的形成与联系等多个方面。

3.3神经递质系统改变

5-HT受体（5-HTR）：5-HT及其受体是机体重要的神经递质系统。它能调节中枢神经系统的情绪、认知、学习和记忆等功能活动。研究表明，自闭症、精神分裂症及抑郁症等一系列精神障碍，与5-HT神经递质系统的异常有关。自闭症易感性可能是脑中5-HTR2A的表达水平和功能异常的结果。

谷氨酸（Glu）：是中枢神经系统主要的兴奋性神经递质。Glu递质系统直接参与认知活动即学习记忆。自闭症可能是一种高Glu疾病。高Glu动物模型也显示了与自闭症相似的缺陷，如行为异常和重复刻板运动等。

r-氨基丁酸（GABA）：是中枢神经系统氨基酸类神经递质中重要的抑制性神经递质。现在很多学者认为，自闭症是发育过程中兴奋性与抑制性神经递质表达失衡和/或兴奋性与抑制性突触失衡所致。研究发现，自闭症患者合成GABA的谷氨酸脱羧酶（GAD）水平下降；相反，其谷氨酸能神经递质水平却升高。[1-8]

4几点新认识及小结

4.1从神经系统大体结构定位上看，自闭症患者社会交往方面改变，与额叶、颞上皮质区、顶皮质、杏仁核相关；语言功能方面的改变，与额下回、辅助运动区皮质、颞上沟相关；重复性行为方面的出现，则与眶额皮质区、尾状核有关。这些结构改变的突出问题被认为是神经连接的障碍，主要影响到局部皮质内神经连接、皮质-皮质神经连接和皮质-皮质下神经连接的障碍。

4.2在自闭症的遗传和分子基础研究表明，自闭症并非一种单基因疾病，而更像是突变影响到了多个基因通路。神经递质系统的检测分析在自闭症的诊断是很有意义的，有发展前途的。

4.3PV阳性神经元是一种抑制性中间神经元，它代表了那些高代谢和高电活动的GABA能中间神经元的亚群。其它们的神经化学物质与个体的神经功能形成及发育密切相关；镜像神经元是指能直接在观察者大脑中映射出别人的动作、情感、意图等的一类具有特殊映射功能的神经元，参与动作的理解、模仿、共情、社会认知活动，是人类模仿、学习和思考的关键所在。[7-8-9]它们的形成、发育不良和/或损伤与自闭症相关。

4.4脑的成像技术在自闭症诊断和基础研究都能发挥良好的作用，具有好的应用价值。但也必须看到，自闭症现在也仍然是一种还没被人们所深入认识的疾病，要战胜它，还需要一定的时日和进一步的努力。

参考文献：

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[2]冯淑瑜，张继永，朱明芬等，儿童孤独症213例病例分析[J]，中国儿童保健，2003，11（2）：84-86

[3]RizzolattiG，Fabbri-DestroM，CattaneoL，Mirrorneuronsandtheirclinicalrelevance[J]，NatClinPractNeurol，2009，5（1）：24-34

[4]王维霞，王月华，陈明军等，PV阳性神经元在孤独症模型大鼠情绪与认知相关脑区内的表达[J]，神经解剖学杂志，2008，24（2）：131-140

[5]姚远，灵长类镜像神经系统研究的最新进展[J]，生物物理学报，2011，27（2）：99-107

[6]庄卫生，王月华，曹留栓等，基于镜像神经元的动作观察疗法在运动功能康复中的用[J]，中国康复，2013，28（5）：387-389

[7]CattaneoL，RizzolattiG，Themirrorneuronsystem[J]，ArchNeurol，2009，66（5）：557-560

[8]崔尧，丛芳，刘霖等，镜像神经元系统的基本理论及其在运动功能康复中的意义[J]，中国康复理论与实践，2012，18（3）：239-243

[9]朱琳，贾晓红，刘霖等，运动想象对卒中后偏瘫患者手功能康复的疗效观察[J]，中国脑血管病杂，2009，6（9）：451-460