Ett stort världsnätverk vid ASD: dynamisk konnektivitetsanalys speglar ett underskott av långdistansförbindelser och ett överskott av kortdistansförbindelser

Under de senaste åren har allt fler bevis underblåst hypotesen att autismspektrumstörning (ASD) är ett tillstånd med förändrad funktionell konnektivitet i hjärnan. Den stora majoriteten av dessa empiriska studier bygger på funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI) som har en relativt dålig tidsupplösning. Endast en handfull studier har undersökt nätverk som uppkommer genom dynamisk koherens med millisekunders upplösning, och det finns inga undersökningar av koherens vid de lägsta frekvenserna i effektspektrumet – vilket nyligen har visat sig återspegla kortiko-kortikala förbindelser med lång räckvidd. Här använde vi elektroencefalografi (EEG) för att bedöma dynamisk hjärnans konnektivitet vid ASD med fokus på det lågfrekventa (delta) området. Vi fann att konnektivitetsmönster var olika i ASD- och kontrollpopulationer och återspeglade en dubbel dissociation: ASD-personerna saknade långdistansförbindelser, med ett mest framträdande underskott i fronto-occipitala förbindelser. Omvänt visade personer med ASD ökade kortdistansförbindelser i lateral-frontala elektroder. Denna effekt mellan kategorierna uppvisade ett konsekvent parametriskt beroende: med ökad svårighetsgrad av ASD var kortdistanssammanhanget mer uttalat och långdistanssammanhanget minskade. Teoretiska argument har lagts fram för att olika mönster av konnektivitet kan resultera i nätverk med olika effektivitet i informationsöverföringen. Vi visar att nätverken hos personer med ASD har mindre klusterkoefficient, större karakteristisk väglängd än kontrollerna – vilket tyder på att nätverkets topologi avviker från småvärldsbeteendet – och större modularitet. Tillsammans visar dessa resultat att deltabandskoherens avslöjar kvalitativa och kvantitativa aspekter som är förknippade med ASD-patologi.