Et storverdensnetværk i ASD: dynamisk konnektivitetsanalyse afspejler et underskud i langtrækkende forbindelser og et overskud af korttrækkende forbindelser

I løbet af de seneste år har stigende beviser givet næring til hypotesen om, at autismespektrumforstyrrelser (ASD) er en tilstand med ændret funktionel konnektivitet i hjernen. Langt de fleste af disse empiriske undersøgelser er baseret på funktionel magnetisk resonansafbildning (fMRI), som har en relativt dårlig tidsmæssig opløsning. Kun en håndfuld undersøgelser har undersøgt netværk, der opstår ud fra dynamisk kohærens ved millisekunders opløsning, og der findes ingen undersøgelser af kohærens ved de laveste frekvenser i effektspektret – som for nylig er blevet vist at afspejle kortiko-kortikale forbindelser over store afstande. Her brugte vi elektroencefalografi (EEG) til at vurdere dynamisk hjernekonnektivitet i ASD med fokus på det lavfrekvente (delta) område. Vi fandt, at konnektivitetsmønstre var forskellige i ASD- og kontrolpopulationer og afspejlede en dobbelt dissociation: ASD-personer manglede langtrækkende forbindelser, med et mest fremtrædende underskud i fronto-occipitale forbindelser. Omvendt viste personer med ASD øgede kortdistanceforbindelser i lateral-frontale elektroder. Denne effekt mellem kategorierne viste en konsekvent parametrisk afhængighed: med stigende ASD-sværhedsgrad var kortdistancesammenhængen mere udtalt, og langdistancesammenhængen faldt. Der er blevet fremsat teoretiske argumenter for, at forskellige forbindelsesmønstre kan resultere i netværk med forskellig effektivitet i informationsoverførslen. Vi viser, at netværkene hos ASD-personerne har mindre klyngekoefficient, større karakteristisk vejlængde end kontrolpersoner – hvilket indikerer, at netværkets topologi afviger fra small-world-adfærd – og større modularitet. Tilsammen viser disse resultater, at deltabåndskohærens afslører kvalitative og kvantitative aspekter, der er forbundet med ASD-patologi.