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Functional MRI connectivity of children with autism and low verbal and cognitive performance
Molecular Autism ( IF 6.2 ) Pub Date : 2018-12-27 , DOI: 10.1186/s13229-018-0248-y
Terisa P. Gabrielsen , Jeff S. Anderson , Kevin G. Stephenson , Jonathan Beck , Jace B. King , Ryan Kellems , David N. Top , Nicholas C. C. Russell , Emily Anderberg , Rebecca A. Lundwall , Blake Hansen , Mikle South

Functional neuroimaging research in autism spectrum disorder has reported patterns of decreased long-range, within-network, and interhemispheric connectivity. Research has also reported increased corticostriatal connectivity and between-network connectivity for default and attentional networks. Past studies have excluded individuals with autism and low verbal and cognitive performance (LVCP), so connectivity in individuals more significantly affected with autism has not yet been studied. This represents a critical gap in our understanding of brain function across the autism spectrum. Using behavioral support procedures adapted from Nordahl, et al. (J Neurodev Disord 8:20–20, 2016), we completed non-sedated structural and functional MRI scans of 56 children ages 7–17, including LVCP children (n = 17, mean IQ = 54), children with autism and higher performance (HVCP, n = 20, mean IQ = 106), and neurotypical children (NT, n = 19, mean IQ = 111). Preparation included detailed intake questionnaires, video modeling, behavioral and anxiety reduction techniques, active noise-canceling headphones, and in-scan presentation of the Inscapes movie paradigm from Vanderwal et al. (Neuroimage 122:222–32, 2015). A high temporal resolution multiband echoplanar fMRI protocol analyzed motion-free time series data, extracted from concatenated volumes to mitigate the influence of motion artifact. All participants had > 200 volumes of motion-free fMRI scanning. Analyses were corrected for multiple comparisons. LVCP showed decreased within-network connectivity in default, salience, auditory, and frontoparietal networks (LVCP < HVCP) and decreased interhemispheric connectivity (LVCP < HVCP=NT). Between-network connectivity was higher for LVCP than NT between default and dorsal attention and frontoparietal networks. Lower IQ was associated with decreased connectivity within the default network and increased connectivity between default and dorsal attention networks. This study demonstrates that with moderate levels of support, including readily available techniques, information about brain similarities and differences in LVCP individuals can be further studied. This initial study suggested decreased network segmentation and integration in LVCP individuals. Further imaging studies of LVCP individuals with larger samples will add to understanding of origins and effects of autism on brain function and behavior.

中文翻译:

自闭症儿童的言语和认知能力低下的功能性MRI连通性

自闭症谱系障碍的功能性神经影像学研究报告了远程,网络内和半球间连通性降低的模式。研究还报告了默认和关注网络的皮质口连接性和网络间连接性增加。过去的研究已经排除了自闭症,言语和认知能力(LVCP)较低的人,因此尚未对自闭症影响更大的人的连通性进行研究。这代表了我们在自闭症谱系中对脑功能的理解上的一个重大差距。使用从Nordahl等改编的行为支持程序。(J Neurodev Disord 8:20–20,2016),我们完成了对56名7至17岁儿童的非镇静性MRI和结构性扫描,其中包括LVCP儿童(n = 17,平均智商= 54),自闭症儿童和表现较高的儿童(HVCP,n = 20,平均智商= 106)和神经型儿童(NT,n = 19,平均智商= 111)。准备工作包括详细的摄入量调查表,视频建模,减少行为和焦虑的技巧,主动降噪耳机以及范德华(Vanderwal)等人的Inscapes电影范例的扫描显示。(神经影像122:222–32,2015年)。一种高时间分辨率多频带回波平面fMRI协议分析了从串联体积中提取的无运动时间序列数据,以减轻运动伪影的影响。所有参与者均进行了200多次无动功能性MRI扫描。对分析进行了校正,以进行多次比较。LVCP在默认,显着,听觉和额叶的网络中显示出内部网络连通性下降(LVCP < HVCP)和半球间连通性降低(LVCP <HVCP = NT)。LVCP的网络间连接性在默认和背面注意与额顶网络之间比NT高。较低的智商与默认网络内的连通性降低以及默认和背侧注意力网络之间的连通性增加相关。这项研究表明,在中等水平的支持下,包括容易获得的技术,可以进一步研究有关LVCP个体的大脑相似性和差异性的信息。这项初步研究表明,LVCP个人的网络细分和整合减少。对具有较大样本的LVCP个体的进一步影像学研究将有助于加深对自闭症的起源以及对脑功能和行为的影响的了解。LVCP的网络间连接性在默认和背面注意与额顶网络之间比NT高。较低的智商与默认网络内的连通性降低以及默认和背侧注意力网络之间的连通性增加相关。这项研究表明,在中等水平的支持下,包括容易获得的技术,可以进一步研究有关LVCP个体的大脑相似性和差异性的信息。这项初步研究表明,LVCP个人的网络细分和整合减少。对具有更大样本量的LVCP个体的进一步影像学研究将有助于加深对自闭症的起源及其对脑功能和行为的影响的了解。LVCP在默认和背面注意与额叶前网络之间的网络间连接性高于NT。较低的智商与默认网络内的连通性降低以及默认和背侧注意力网络之间的连通性增加相关。这项研究表明,在中等水平的支持下,包括容易获得的技术,可以进一步研究有关LVCP个体的大脑相似性和差异性的信息。这项初步研究表明,LVCP个人的网络细分和整合减少。对具有较大样本的LVCP个体的进一步影像学研究将有助于加深对自闭症的起源以及对脑功能和行为的影响的了解。较低的智商与默认网络内的连通性降低以及默认和背侧注意力网络之间的连通性增加相关。这项研究表明,在中等水平的支持下,包括容易获得的技术,可以进一步研究有关LVCP个体的大脑相似性和差异性的信息。这项初步研究表明,LVCP个人的网络细分和整合减少。对具有较大样本的LVCP个体的进一步影像学研究将有助于加深对自闭症的起源以及对脑功能和行为的影响的了解。较低的智商与默认网络内的连通性降低以及默认和背侧注意力网络之间的连通性增加相关。这项研究表明,在中等水平的支持下,包括容易获得的技术,可以进一步研究有关LVCP个体的大脑相似性和差异性的信息。这项初步研究表明,LVCP个人的网络细分和整合减少。对具有更大样本量的LVCP个体的进一步影像学研究将有助于加深对自闭症的起源及其对脑功能和行为的影响的了解。有关LVCP个体大脑相似性和差异性的信息可以进一步研究。这项初步研究表明,LVCP个人的网络细分和整合减少。对具有较大样本的LVCP个体的进一步影像学研究将有助于加深对自闭症的起源以及对脑功能和行为的影响的了解。有关LVCP个体大脑相似性和差异性的信息可以进一步研究。这项初步研究表明,LVCP个人的网络细分和整合减少。对具有较大样本的LVCP个体的进一步影像学研究将有助于加深对自闭症的起源以及对脑功能和行为的影响的了解。
更新日期:2018-12-27
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