A big-world network in ASD: dynamical connectivity analysis reflects a deficit in long-range connections and an excess of short-range connections

W ciągu ostatnich lat, coraz więcej dowodów podsyciło hipotezę, że spektrum zaburzeń autystycznych (ASD) jest stanem zmienionych połączeń funkcjonalnych mózgu. Zdecydowana większość tych badań empirycznych opiera się na funkcjonalnym rezonansie magnetycznym (fMRI), który ma stosunkowo niską rozdzielczość czasową. Tylko kilka badań dotyczyło sieci wyłaniających się z dynamicznej koherencji w rozdzielczości milisekundowej i brak jest badań koherencji na najniższych częstotliwościach w widmie mocy – co, jak ostatnio wykazano, odzwierciedla połączenia korowo-korowe dalekiego zasięgu. Wykorzystaliśmy elektroencefalografię (EEG) do oceny dynamicznych połączeń mózgowych w ASD, koncentrując się na zakresie niskich częstotliwości (delta). Stwierdziliśmy, że wzorce połączeń były odmienne w populacjach ASD i kontrolnej i odzwierciedlały podwójną dysocjację: Osobom z ASD brakowało połączeń dalekiego zasięgu, z najbardziej widocznym deficytem w połączeniach przednio-potylicznych. I odwrotnie, osoby z ASD wykazywały zwiększoną liczbę połączeń krótkiego zasięgu w elektrodach boczno-czołowych. Ten efekt między kategoriami wykazywał stałą zależność parametryczną: wraz ze wzrostem nasilenia ASD, koherencja krótkiego zasięgu była bardziej wyraźna, a koherencja dalekiego zasięgu malała. Zaproponowano argumenty teoretyczne, że różne wzorce połączeń mogą prowadzić do powstania sieci o różnej efektywności w przekazywaniu informacji. Wykazujemy, że sieci osób z ASD mają mniejszy współczynnik klasteringu, większą Charakterystyczną Długość Ścieżki niż osoby z grupy kontrolnej – co wskazuje, że topologia sieci odbiega od zachowania małego świata – oraz większą modularność. Łącznie wyniki te pokazują, że koherencja w paśmie delta ujawnia jakościowe i ilościowe aspekty związane z patologią ASD.