兒童自閉癥感覺(jué)統(tǒng)合障礙干預(yù)的新視角：rTMS技術(shù)及其理論基礎(chǔ)

賈磊 金冰

摘 要 感覺(jué)統(tǒng)合障礙是兒童自閉癥的典型共癥之一，對(duì)患兒的正常生活影響巨大。傳統(tǒng)干預(yù)手段從應(yīng)用行為分析出發(fā)，側(cè)重游戲矯正，但干預(yù)費(fèi)時(shí)費(fèi)力且效果十分有限。隨著神經(jīng)科學(xué)技術(shù)手段的應(yīng)用發(fā)展，根據(jù)患兒Gamma頻段腦電活動(dòng)異常機(jī)制而進(jìn)行的重復(fù)經(jīng)顱磁刺激（rTMS）干預(yù)，已成為自閉癥感覺(jué)統(tǒng)合障礙干預(yù)治療的新方向。本文對(duì)技術(shù)的理論基礎(chǔ)及其應(yīng)用發(fā)展過(guò)程進(jìn)行了回顧。

關(guān)鍵詞 自閉癥 感覺(jué)統(tǒng)合障礙 重復(fù)經(jīng)顱磁刺激 Gama頻段腦電耦合異常

中圖分類號(hào)：R749.94 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2018.09.076

Abstract The Sensory Integration Dysfunction （SID） is a typical co-syndrome of the autistic children， and this dysfunction hinders their normal lives significantly. Traditional interventions on the SID developed from the applied behavior analysis （ABA） focus on the game remedy， but this technology was strenuous and time consuming， as well as effect limited. With the development of the neuroscience technologies， the repetitive transcranial magnetic stimulation （rTMS） which based on the dysfunction of Gama band becomes a new method in the SID intervention. Considering that， here we reviewed the theoretical base of this method.

Keywords Autism； sensory Integration Dysfunction （SID）； repetitive transcranial magnetic stimulation （rTMS）； coupling anomalies in Gama band

1 自閉癥感覺(jué)統(tǒng)合障礙傳統(tǒng)干預(yù)手段面臨的問(wèn)題和困境

人類通過(guò)感覺(jué)來(lái)感知獲取外界信息，不同刺激信息經(jīng)感覺(jué)通道進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，由大腦對(duì)各類刺激進(jìn)行選擇性整理和組織，形成知覺(jué)并做出行為應(yīng)對(duì)，這一過(guò)程稱之為感覺(jué)統(tǒng)合。感覺(jué)統(tǒng)合障礙（Sensory Integration Dysfunction）則是指進(jìn)入大腦的多種感覺(jué)刺激信息不能在中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)形成有效的組織和整合而產(chǎn)生的一種感知異?；蛉毕?。[1]感覺(jué)統(tǒng)合障礙是兒童自閉癥的典型共癥之一。由于感知是各種高級(jí)心理活動(dòng)的基礎(chǔ)，因此感覺(jué)統(tǒng)合失敗會(huì)顯著制約自閉癥兒童的心理與行為的發(fā)展，嚴(yán)重影響患兒正常生活技能的掌握，進(jìn)而出現(xiàn)各類行為適應(yīng)問(wèn)題。

我國(guó)對(duì)于自閉癥感覺(jué)統(tǒng)合障礙的干預(yù)研究起步較晚，目前國(guó)內(nèi)對(duì)于此障礙的理論研究和教育干預(yù)依然以二十世紀(jì)八十年代末Frith所提出的弱中央統(tǒng)合理論為主要根據(jù)，對(duì)存在感覺(jué)統(tǒng)合障礙，尤其是前庭系統(tǒng)失調(diào)和本體系統(tǒng)失調(diào)的兒童進(jìn)行行為矯正。干預(yù)手段以傳統(tǒng)應(yīng)用行為分析為主要取向，采用游戲訓(xùn)練作為主要手段。這類干預(yù)方案雖能一定程度上提高自閉癥兒童的感覺(jué)調(diào)節(jié)和運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)能力，但存在四方面問(wèn)題：一是目前常用的游戲訓(xùn)練干預(yù)側(cè)重行為矯正，主要針對(duì)前庭系統(tǒng)失調(diào)和本體系統(tǒng)失調(diào)的兒童。這類游戲訓(xùn)練本身并非針對(duì)自閉癥兒童，且無(wú)個(gè)別化的深層心理機(jī)制分析作為支撐，因此適用性不佳。二是干預(yù)過(guò)程忽略環(huán)境和刺激信息的可持續(xù)性和多樣性，即便對(duì)單通道感覺(jué)統(tǒng)合障礙有所改善，但并不適用于跨通道的感覺(jué)統(tǒng)合障礙。三是干預(yù)方法并無(wú)發(fā)展心理學(xué)和神經(jīng)生理學(xué)的理論作為支撐，容易忽略個(gè)體感覺(jué)統(tǒng)合訓(xùn)練干預(yù)背后的深層神經(jīng)系統(tǒng)變化和神經(jīng)發(fā)育過(guò)程。四是干預(yù)治療過(guò)程耗時(shí)費(fèi)力，對(duì)患兒家庭造成較大經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，但對(duì)自閉癥核心癥狀的治療作用依然非常有限。[2]因此，探索感覺(jué)統(tǒng)合障礙的深層機(jī)理，開(kāi)發(fā)新的干預(yù)手段，已經(jīng)成為兒童自閉癥教育康復(fù)技術(shù)發(fā)展的必然。

2 自閉癥兒童的感覺(jué)統(tǒng)合障礙與其異常腦發(fā)育基礎(chǔ)

近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，自閉癥兒童的感覺(jué)統(tǒng)合障礙與其異常發(fā)育的腦神經(jīng)結(jié)構(gòu)和功能有著緊密關(guān)聯(lián)。微觀層面，這種異常主要體現(xiàn)為神經(jīng)皮層中微柱的結(jié)構(gòu)和功能異常。微柱（Minicolumn）是大腦神經(jīng)皮層六層結(jié)構(gòu)中，由垂直跨越其中第二至第六層的椎體神經(jīng)元細(xì)胞，與其周圍氨基丁酸神經(jīng)元和中間抑制細(xì)胞（包括雙刷細(xì)胞、籃狀細(xì)胞和枝形細(xì)胞）所構(gòu)成的特殊神經(jīng)元單元。單個(gè)微柱結(jié)構(gòu)中，由椎體神經(jīng)元完成神經(jīng)信息的加工和在不同皮層間的上下垂直傳遞，而中間抑制細(xì)胞則承擔(dān)水平方向的傳遞或抑制?；谏鲜鎏匦裕⒅徽J(rèn)為是大腦神經(jīng)皮層實(shí)現(xiàn)正常心理功能的基礎(chǔ)微觀單元。相較正常個(gè)體的發(fā)育過(guò)程，自閉癥兒童的神經(jīng)微柱結(jié)構(gòu)已被證實(shí)為發(fā)育異常。此種異常首先表現(xiàn)為單個(gè)微柱的體積縮小、長(zhǎng)度變短，以及微柱間聯(lián)系的空間變小，而且表現(xiàn)為神經(jīng)元微柱數(shù)量的顯著增多。這種異常結(jié)構(gòu)反應(yīng)在心理活動(dòng)中則表現(xiàn)為微柱間抑制功能的顯著降低以及神經(jīng)活動(dòng)間相互干擾的增加。研究發(fā)現(xiàn)，自閉癥個(gè)體的微柱結(jié)構(gòu)異常以額葉皮層較為典型。而額葉皮層既是有意注意的關(guān)鍵腦區(qū)，又承擔(dān)工作記憶、執(zhí)行控制功能，是大腦對(duì)不同感覺(jué)通道信息進(jìn)行有意深度整合的中樞。因此，額葉皮層微柱的結(jié)構(gòu)和功能異常是自閉癥感覺(jué)統(tǒng)合異常產(chǎn)生和出現(xiàn)的重要微觀基礎(chǔ)。[3]

而在宏觀層面，聯(lián)絡(luò)皮層的功能障礙以及神經(jīng)白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)異?；慕Y(jié)構(gòu)和功能連接則是導(dǎo)致自閉癥兒童感覺(jué)統(tǒng)合障礙出現(xiàn)的另一關(guān)鍵原因。一方面，大腦的聯(lián)絡(luò)皮層是進(jìn)行跨感覺(jué)通道信息統(tǒng)合，形成知覺(jué)的關(guān)鍵中樞。原因在于，聯(lián)絡(luò)皮層分布有特殊的多模式感覺(jué)細(xì)胞，這些多模式感覺(jué)細(xì)胞負(fù)責(zé)將不同感覺(jué)皮層傳輸過(guò)來(lái)的信息進(jìn)行整合。但是，功能磁共振成像和腦電溯源卻發(fā)現(xiàn)，自閉癥兒童的感覺(jué)統(tǒng)合障礙通常伴隨有顳頂聯(lián)絡(luò)區(qū)皮層的功能活動(dòng)異常。另一方面，采用彌散張量成像（Diffusion Tensor Imaging）技術(shù)的腦成像研究發(fā)現(xiàn)，自閉癥兒童的神經(jīng)白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)葉存在明顯的發(fā)育異常，具體表現(xiàn)為白質(zhì)結(jié)構(gòu)中局部短距離神經(jīng)聯(lián)絡(luò)的加強(qiáng)和遠(yuǎn)距離神經(jīng)聯(lián)絡(luò)的傳遞功能減弱。上述兩種異常機(jī)制相互作用，體現(xiàn)在自閉癥個(gè)體的腦電活動(dòng)上，前者表現(xiàn)為顳頂聯(lián)絡(luò)區(qū)Gamma（高于30Hz）頻段腦電節(jié)律的活動(dòng)異常，而后者則表現(xiàn)為Gamma頻段與其他頻段的耦合異常。[1]鑒于Gamma頻段腦電節(jié)律與自閉癥兒童感覺(jué)統(tǒng)合障礙存在以上特殊關(guān)聯(lián)，因此根據(jù)這一關(guān)聯(lián)特性設(shè)計(jì)生物反饋系統(tǒng)，進(jìn)行自閉癥感覺(jué)統(tǒng)合障礙的篩查、診斷和干預(yù)治療成為當(dāng)前研究發(fā)展的一大趨勢(shì)。

3 rTMS技術(shù)在自閉癥感覺(jué)統(tǒng)合障礙干預(yù)中的應(yīng)用

由于自閉癥兒童在神經(jīng)系統(tǒng)的微觀和宏觀層面均存在發(fā)育異常，因此除藥物治療外，這種異常很難在無(wú)創(chuàng)限制下直接進(jìn)行相應(yīng)干預(yù)。所以早期對(duì)自閉癥感覺(jué)統(tǒng)合障礙的干預(yù)治療只能選擇進(jìn)行長(zhǎng)期的行為訓(xùn)練，以期通過(guò)訓(xùn)練獲得神經(jīng)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和功能上的改善。但這一過(guò)程不僅耗時(shí)費(fèi)力，而且療效不佳。這種困境直至上世紀(jì)末經(jīng)顱磁刺激技術(shù)的出現(xiàn)，才有了一定轉(zhuǎn)機(jī)。

經(jīng)顱磁刺激技術(shù)是一種現(xiàn)代神經(jīng)電磁干預(yù)技術(shù)，其原理源自法拉第電磁感應(yīng)定律，即通過(guò)體外設(shè)置的電磁線圈形成垂直方向的磁脈沖，進(jìn)而穿透頭皮、顱骨和蛛網(wǎng)，直接影響和作用于腦內(nèi)神經(jīng)細(xì)胞的電活動(dòng)。采用rTMS手段，在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)連續(xù)形成低頻磁脈沖，可以直接作用于目標(biāo)腦區(qū)，從而可以造成持續(xù)、無(wú)創(chuàng)的干預(yù)治療效果。由于科學(xué)使用這種技術(shù)安全無(wú)創(chuàng)，目前這種技術(shù)已經(jīng)廣泛運(yùn)用在了包括自閉癥、抑郁癥在內(nèi)的精神疾病治療干預(yù)中。[4， 5]

如前文所示，自閉癥個(gè)體額葉皮層存在神經(jīng)微柱的結(jié)構(gòu)和功能異常，其重要表現(xiàn)之一是微柱間連接的中間細(xì)胞抑制功能削弱或喪失。而rTMS所釋放的低頻磁脈沖被發(fā)現(xiàn)能夠有效地刺激并修復(fù)這一功能。因此，基于rTMS進(jìn)行額區(qū)微柱功能修復(fù)，成為自閉癥感覺(jué)統(tǒng)合障礙干預(yù)的一種選擇。為此，美國(guó)哈佛大學(xué)和路易斯維爾大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了相應(yīng)探索。他們發(fā)現(xiàn)，采用0.5或1Hz的低頻段rTMS技術(shù)作用于額葉皮層中負(fù)責(zé)執(zhí)行控制的背外側(cè)額葉皮層和負(fù)責(zé)感覺(jué)信息統(tǒng)合的輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)，經(jīng)過(guò)一周多次并持續(xù)數(shù)周的干預(yù)治療，能夠顯著改善自閉癥兒童在多種任務(wù)下的注意選擇、面孔識(shí)別以及視聽(tīng)覺(jué)的統(tǒng)合能力。更為重要的是，結(jié)合腦電測(cè)量分析技術(shù)的證據(jù)顯示，這種改善處于神經(jīng)功能的深層改善——它不僅體現(xiàn)為患兒完成注意感知任務(wù)時(shí)行為表現(xiàn)的改善，而且體現(xiàn)為患兒腦電Gamma頻段與alpha及其他頻段耦合機(jī)制的明顯恢復(fù)上。這說(shuō)明，對(duì)額葉皮層的rTMS干預(yù)能夠修復(fù)額葉與其他皮層區(qū)域的神經(jīng)傳遞，從而改善自閉癥兒童感覺(jué)統(tǒng)合障礙。[3-6]

4 總結(jié)與展望

綜合現(xiàn)有關(guān)于自閉癥兒童感覺(jué)統(tǒng)合障礙的腦電和rTMS研究可知，結(jié)合Gamma頻段腦電耦合機(jī)制以系統(tǒng)實(shí)施rTMS干預(yù)，已被證明是自閉癥感覺(jué)統(tǒng)合障礙康復(fù)治療的一種有效手段。對(duì)此，目前已有國(guó)外科研單位基于上述機(jī)理設(shè)計(jì)開(kāi)始研發(fā)自閉癥干預(yù)治療的生物反饋設(shè)備。相比，我國(guó)在領(lǐng)域的起步較晚，目前處于研究跟隨狀態(tài)。因此，加大科研投入，實(shí)現(xiàn)彎道超越，將是本領(lǐng)域教育和醫(yī)療工作者發(fā)展投入的一個(gè)重要方向。

參考文獻(xiàn)

[1] Beker， S.， J.J. Foxe， and S. Molholm， Ripe for solution： Delayed development of multisensory processing in autism and its remediation. Neuroscience & Biobehavioral Reviews， 2018. 84： p. 182-192.

[2] 陳墨，韋小滿.自閉癥弱中央統(tǒng)合理論綜述.中國(guó)特殊教育，2008.100（10）：80-86.

[3] Casanova， M.F.， et al.， Repetitive transcanial magnetic stimulation （RTMS） modulates event-related potential （ERP） indices of attention in autism. Translational Neuroscience， 2012. 3（2）： p. 170-180.

[4] Oberman， L.M.， et al.， Transcranial magnetic stimulation in autism spectrum disorder： Challenges， promise， and roadmap for future research. Autism Research， 2016. 9（2）： p. 184-203.

[5] Oberman， L.M.， A. Rotenberg， and A. Pascualleone， Use of Transcranial Magnetic Stimulation in Autism Spectrum Disorders. Journal of Autism and Developmental Disorders， 2015. 45（2）： p. 524-536.

[6] Sokhadze， E.M.， et al.， Effects of Low Frequency Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation （rTMS） on Gamma Frequency Oscillations and Event-Related Potentials During Processing of Illusory Figures in Autism. Journal of Autism and Developmental Disorders， 2009. 39（4）： p. 619-634.