详解小脑运动中枢在社交技能和认知能力方面的“默默无闻”的贡献

以下文章来源与小丫丫自闭症

作者简介

SarahDeWeerdt

SarahDeWeerdt是西雅图的一位科普作家，专注于生物、医学和环境方面的报道。她的作品曾经发表于Nature，Newsweek，ConservationandNautilus等媒体。Sarah从2010年开始为Spectrum写稿。

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引   言

生命在于运动——运动增强体质，保持健康。运动一般认为是由小脑控制的。但是，近年前沿的研究表明，小脑也参与了非运动功能，包括社交和认知能力的调控。从这个角度来说，帮助和引导自闭症人士参与运动尤其重要。本文并不构成那些过分强调运动来干预自闭症人士的方法。所有的运动和干预，都有一个度的问题，那些曾经出现的，超出孩子体力和能力范围的过度运动，都是不应该，甚至是不人道的。

——美国丫丫爸爸

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握手，轻松的击掌，礼貌而有效地结束一通电话：这样的行为是社交互动的基础。

这些互动过程中，还需要随机应变的能力，如果对方示意一个拥抱，那么就要收回伸出的手；或者在聊天的伙伴失去兴趣时，会及时更改谈话的主题。

所有这些技能对于自闭症人士都可能有着不小的挑战。它们全都依赖于大脑中的运动枢纽——小脑，来进行预判、纠错和常规学习。

小脑是一块位于颅骨底部的蝶状结构，长期以来小脑公认的主要功能是协调运动——然而运动功能仅仅是自闭症众多障碍中的一个次生障碍。

达拉斯西南医学中心的神经学助理教授蔡彼得（PeterTsai）表示：“如果从传统观点出发，小脑在自闭症机制中毫无关联。”

但是，过去十年来越来越多的证据表明，小脑在认知和社交技能中发挥作用。越来越多的证据也表明，小脑异常对自闭症的机制起着重要作用。

蔡教授说：“越来越多的证据表明，实际上小脑不仅不是一个无辜的旁观者，而是与自闭症存在着因果关系。”

研究人员追踪了小脑与大脑社交回路之间的连接，并将这些连接回路的损伤与自闭症或自闭症特质联系起来。与此同时，行为学实验数据也暗示小脑能校准社交技能，起着小脑在运动动作的校准中类似的作用方式。

对小脑在自闭症中重要性的认识，也启发了人们寻求治疗自闭症的新方法。这些新思路包括电刺激小脑和通过电子游戏塑造小脑回路。

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自闭症新的研究目标

20多年来，研究人员已经发现，尸体解剖表明，自闭症小脑中，缺失一种名为浦肯野细胞（Purkinjecells）的神经元，这些神经元的作用是将信号从小脑中传送出去。这一缺失在自闭症小脑中，重现性非常高。许多影像学研究同样表明，小脑的大小或部分结构在自闭症人士和普通人之间存在差异。

长期以来，研究人员无法解释这些发现。自闭症是社交交流障碍，而小脑是运动枢纽，很难将这似乎不相关的二者联系起来。

然而，小脑在自闭症机制中的重要性的证据越来越多。堪萨斯大学劳伦斯分校临床儿童心理学副教授MatthewMoscon指出，一些证据表明，运动问题“实际上是自闭症的一部分，并且比我们最初设想的比重要大。”

Mosconi等人发现，自闭症人士的眼球运动、握力等功能障碍，与小脑功能相关。2018年，一项欧洲研究发现，通过对近500人进行的脑部扫描分析表明，自闭症人士的小脑与大脑中的感觉和运动网络之间，存在连接的改变。

其他研究甚至将小脑与自闭症核心特质联系起来。例如，单纯在浦肯野细胞中，改变与自闭症相关的某些基因，例如TSC1和PTEN，就能引发小鼠的社交障碍。早产儿在出生时因出血或缺氧而导致小脑受到损伤，将会大大增加自闭症的几率。

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小脑的精准运算

在2000年代，研究人员了解到，小脑具有类似于大脑皮层的功能区域，并且小脑的不同区域在不同的任务中活跃度不一样。

这些发现扩展了科研人员对小脑作用的认知：小脑不仅在运动中保证动作的精准性，还可以预测和纠正其他方面出现的问题：正如小脑可以防止人们在不平坦的人行道上被绊倒一样，小脑也可能会提醒，在谈话的时候，会不会坐得离谈话对象太近，甚至提醒人们在合适的时候，是应该大笑还是应该表达同情心。

华盛顿特区美国大学的心理学副教授CatherineStoodley认为：“这方面的观点就是，和小脑在运动功能中的至关重要作用一样（这方面有海量的文献），小脑在认知功能上可能也起到同样重要的作用。”

依照类似的逻辑，一些研究人员展开了自闭症的运动障碍研究，以期发现在自闭症特质的社交障碍和其他认知障碍背后的可能机制。

例如，Mosconi的研究小组发现，自闭症人士很难用合适的力按压拇指和食指之间的传感器，从而控制计算机屏幕上线条的位置。Mosconi说：“他们要么矫枉过正，要么纠正不足，或者以一种不固定且难以预测的方式完成这个实验。”

另一个研究小组发现，有证据表明，自闭症人士在学习新动作时倾向于更多地依靠内在直觉经验而非视觉反馈。马里兰州巴尔的摩市KennedyKrieger研究所的神经发育和影像研究中心主任StewartMostofsky指出，这种倾向可能导致自闭症人士的社交困难，因为大多数人主要通过视觉反馈来学习社交技能。

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作为社交的中继站的小脑

研究人员还在探索小脑某些可能与自闭症有很强关联的特定部位，尤其是一个被称为“右小脑脚I”（rightcrusI，RCrusI）的部位。

2017年的一项研究表明，破坏小鼠的RCrusI区，会导致社交行为、刻板性行为和想法上缺乏灵活性，这些特征让人联想到自闭症，然而这些小鼠并没有运动困难。共同主持这项研究的蔡教授指出：“该脑区有些功能与小脑的运动协调作用完全不一样。”

研究小组还指出，RCrusI连接到两个与自闭症有关的神经网络：一个是默认模式网络（defaultmodenetwork），其在白日梦和睡眠期间处于活动状态；另一个是前额叶网络，参与高级认知过程。

中脑的腹侧被盖区（ventraltegmentalarea）参与奖赏行为功能，阻断小脑与该区域之间的连接，会削弱了小鼠对社交的兴趣。

因肿瘤或中风而对小脑造成损害的成年人，也可能会发展出细微的社交和情感障碍，然而他们并没有自闭症。普林斯顿大学神经科学教授SamWang认为，“这种特殊的例子表明了小脑对于(自闭症)影响是在生命早期时发生的，而不是成年期才有影响”。换句话说，小脑与社交行为的联系可能存在一个所谓的“关键时期”。

与这一理论相一致的是，王教授及其同事去年证明，在生命的早期，而不是之后的阶段，小脑某些部分的功能丧失，会导致小鼠出现自闭症样特质。

王教授认为：“这些研究表明，小脑对于这些认知和社交能力的正常发展，似乎是必不可少。”

为了验证“关键时期”这一理论，蔡教授及其同事们发现，一个名为雷帕霉素的药物可以预防细胞内缺乏TSC1小鼠的浦肯野细胞损失，并逆转某些自闭症特质，但是这种逆转只能发生在出生后的10周之内。目前尚不清楚人们是否存在类似的“关键时期”窗口。

Stoodley正在研究经颅直流电刺激的使用，这种刺激通过放置在头皮上的电极将电流传递到大脑，以改变部分小脑的活动(这只是早期动物模型研究)。Mostofsky及其同事正在尝试，使用视频游戏来训练自闭症儿童的视觉运动系统，在该视频游戏中，游戏者被要求试着模仿特定的舞蹈动作。这种训练旨在微调RCrusI与其他大脑区域之间的联系，以改善儿童的社交行为。

与此同时，研究人员继续探索着小脑的功能，以及其与自闭症的关系。先进的技术（例如高级的显微镜技术）正在帮助人们重新认识这种脑结构的功能。

王教授指出：“研究者已经开始真正地认同这样的想法，新的技术有助于进行小脑对非运动功能影响方面的研究。这样的研究在5年前是无法做到的。” 

原文发表于美国西蒙基金会网站，小丫丫自闭症项目获得该网站授权翻译：

原文链接：https://www.spectrumnews.org/news/brains-motor-hub-plays-unsung-role-in-social-skills-cognition/

翻译：望望同学

校对：丫丫爸爸

文案校对：桂林毛豆妈，桂林泡泡妈

版式编辑：上海洋洋妈