http://medicalxpress.com/news/2014-03-patches-cortical-layers-disrupted-early.html
March 26, 2014
UCSD 醫學院與 Allen 腦科學研究所的研究者發表一項研究，那提供明確、直接的新證據指出：自閉症始於懷孕期間。
這項研究將於 3/27 發表在 New England Journal of Medicine 線上版。
研究者們 -- Eric Courchesne（PhD，神經科學教授，UCSD Autism Center of Excellence (ACE) 主任）、Ed S. Lein（PhD，西雅圖 Allen 腦科學研究所）以及第一作者 Rich Stoner（PhD，ACE）-- 分析了 25 種基因，那來自罹患與未罹患自閉症的死後兒童腦組織。
這些基因包含，在不同皮質層分層中用以辨識腦細胞類型的生物標記、受到自閉症影響的基因以及數種控制基因。
"在懷孕期間嬰兒腦部的建立，涉及皮質的創造，那包含六個分層，" Courchesne 說。"我們在大多數罹患自閉症的兒童身上，發現這些發展受到破壞的皮質層焦點區塊（focal patches）。"
Stoner 創造出第一個 3D 模型，將那些無法發展成為正常細胞成層樣式的皮質區塊在腦中的位置視覺化。
"最驚訝的發現是，幾乎所有的自閉症腦部，都有相似的早期發展病理，尤其是當你考慮到自閉症患者的症狀多樣性，以及這種失調背後極端複雜的遺傳學時，" Lein 解釋。
在早期腦部發展期間，每個皮質層發展出其特定的腦細胞類型，每一種都具有特定的腦部連接模式，那在處理資訊的過程中扮演獨特且重要的角色。當腦細胞在特定的分層發展成具有特定連接的特定類型時，它獲得一種截然不同的遺傳特徵，或「標記」，那能被觀察到。
這項研究發現，在自閉症兒童的腦中，有許多分層內的腦細胞都缺乏關鍵遺傳標記。"這是缺陷，" Courchesne 說，"那指出在創造出具有特定腦細胞類型的六種不同分層的早期關鍵發展階段 -- 那始於產前生命（prenatal life），已受到破壞。"
科學家表示，同樣重要的是，這些早期發展缺陷出現在皮質的焦點區塊（focal patches），暗示此缺陷在整個皮質中並非完全一樣。受到缺乏基因標記之焦點區塊影響最甚的腦部區域是額葉（frontal）與顳葉（temporal）皮質，或許能闡明為何罹患這種失調的個人，會有不同的功能系統受到影響。
額葉皮質與高層次腦功能相關，例如複雜的溝通與社交線索的理解。顳葉皮質與語言有關。在研究中所見到的額葉與顳葉皮質層破壞，也許構成了絕大多數常在泛自閉症障礙（autistic spectrum disorders）中所呈現症狀的基礎。視覺皮質 -- 這個與感知相關的腦部區域，在自閉症患者中傾向冗餘（spared）-- 顯然並無異常。
"我們能夠發現區塊的事實，十分引人注目，假定皮質的大小約為籃球的表面大小，我們所檢查的組織塊大小只有鉛筆橡皮擦那麼大，" Lein 說。"這指出，這些異常遍佈於皮質的表面區域。"
Allen Brain Atlas 以及 BrainSpan Atlas of the Developing Human Brain 所蒐集的資料，是由一個夥伴聯盟所開發，且由 NIMH 提供資助。那使科學家能在發展中的腦部確認特定基因，而那能被當成不同層細胞類型的生物標記使用。
自閉症起源的研究是一種挑戰，因為那通常倚賴成人腦部的研究，並試著去反向推論（extrapolate backwards）。"在此例中，" Lein 提到，"我們能在年輕的時候研究自閉症與對照組，對於「自閉症如何存在於正在發展的腦中」那賦予我們獨特的洞見。"
"能發現這些缺陷在區塊中出現，而非遍及整個皮質層，賦予我們希望以及關於自閉症本質的洞見，" Courchesne 補充。
根據這些科學家表示，這樣的區塊性缺陷，與均一的皮質病理學（cortical pathology）相反，也許有助解釋為何許多具有自閉症的嬰兒，經過早期治療後，隨著時間過去會出現臨床上的改善。這些發現支持此一構想：自閉症兒童的腦部連結有時候可以改寫連接以規避焦點缺陷。這使我們產生希望：理解這些區塊最終將開闢新的途徑來解釋改善如何發生。
※ 相關報導：
＊ Patches of Disorganization in the Neocortex of Children with Autism
http://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1307491
Rich Stoner, Ph.D., Maggie L. Chow, Ph.D.,＊ 改寫教課書：新發現挑戰神經元如何運作的傳統智慧
Maureen P. Boyle, Ph.D., Susan M. Sunkin, Ph.D.,
Peter R. Mouton, Ph.D., Subhojit Roy, M.D., Ph.D.,
Anthony Wynshaw-Boris, M.D., Ph.D.,
Sophia A. Colamarino, Ph.D., Ed S. Lein, Ph.D.,
and Eric Courchesne, Ph.D.
N Engl J Med 2014; 370:1209-1219March 27, 2014
doi: 10.1056/NEJMoa1307491
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