上圖的正常大腦(左)和一個自閉症患者的大腦(右),所突顯出自閉症的白色物質改變。(圖片來源:Carnegie Mellon University)
康乃基大學心理系內的腦成像認知中心的主任,馬塞爾教授(Marcel Just the D.O. Hebb Professor of Psychology within CMU’s Dietrich College of Humanities and Social Sciences and director of the university’s Center for Cognitive Brain Imaging)列舉說明,「白色物質是人類大腦的無名英雄。在自閉症者的腦內,我們可以測量出白色物質的品質,然後用電腦模型預測他們的腦部活動會如何協調。這給科學家一個精確的基礎,白色物質的改變如何影響自閉症的思想。」
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這項研究結果的基礎是建立在傑斯特(Just) 2004年「自閉症前後額-連接活動的理論」(Frontal-Posterior Underconnectivity Theory of Autism),其理論是第一個發現和解釋自閉症者的前後額葉腦的同步活動很低。自這個發現以後,傑斯特(Just) 和他的團隊使用更精密與先進的成像技術,特別針對白色物質的擴散影像,用尖端複雜的電腦模型來呈現自閉症者腦內的白色物質如何被改變。
電腦模型系統藉著能夠解開一些,用於額葉腦功能的神經心理學測試(neuropsychological testing of frontal lobe function)中的視覺拼圖(倫敦塔),計算通過前後額葉腦區的數個協調活動;然後,這個模型可以有技巧地操縱前額葉和後額葉之間的傳達速率。這項發現可以藉著個人腦內前後額葉的同步活動,預測白色物質的速率;此外,自閉症者的電腦模型依靠較少的前額葉執行功能,但依賴較多的後額葉的「視覺思維」(visual thinking)。
傑斯特(Just) 解釋,「大腦的社交資訊處理,是經由部分前額葉和部份後額葉網狀組織的執行區;自閉症的社交障礙可能是由於不良的前後額葉連接所造成的。同樣地,語言的理解是經由部分前額葉和部份後額葉網狀組織的執行區,也是因為不良的網路連接損害了運作功能。這告訴我們自閉症癥結的所在;我們現在可以注重治療的設計在於改善腦部的白色物質。我們已經藉著行為干預的方法(倫敦塔的拼圖測試)證明這是可行的,能制定幫助腦部發展的治療法。」
2009年,傑斯特(Just) 和他的團隊公佈了這一項開創性的研究發現,並發表藉由觀察有閱讀困難的兒童,如何因著廣泛的行為治療,可以修復有損害的白色物質。他們影像研究顯示,在矯正訓練之前,大腦的測量是異常的;矯正訓練後,大腦的測量定位改善到正常的水準,兒童的閱讀表現也因著白色物質的變化量,有相等的改進值。這項新的研究和電腦模型將有可能調整人的大腦活動,並幫助到自閉症者。