Sci Adv | 深度腦刺激新突破！多倫多大學團隊揭示自閉癥自傷行為的調控機制

在日常生活中，或許會遇到這樣一群“星星的孩子”，他們患有自閉癥常常被困在自己的世界里，無法順暢地表達內心的痛苦與困惑。

不同于普通孩子的哭鬧宣泄，許多自閉癥患者會出現反復撞頭、咬手、抓撓皮膚、拍打身體甚至撞擊硬物等自傷行為，這些行為并非他們故意為之，而是神經系統發育異常帶來的無助吶喊。對家長和看護者而言，最煎熬的莫過于眼睜睜看著孩子傷害自己，輕則留下紅腫淤青，重則造成皮膚破損、組織損傷，甚至永久性殘疾，卻找不到有效的方式阻止，長期承受著身心雙重壓力，也耗盡了大量的時間、精力和財力。

基于此，2026年4月10日，多倫多大學George M. Ibrahim研究團隊在《Science Advances》雜志發表了“Regulation of autism-related self-injurious behavior by electrical stimulation of corticostriatal circuits in mice and humans”揭示了皮層-紋狀體環路電刺激對小鼠和人類自閉癥相關自傷行為的調控。

自閉癥患者的自傷行為和大腦皮層-紋狀體環路功能異常有關。以往這類干預研究缺少直接證據，難以發展出精準療法。本研究通過小鼠實驗和臨床兒童病例發現，對大腦伏隔核進行電刺激能夠有效減輕自傷行為，并讓相關腦環路出現結構性改變。這一結果表明額葉-邊緣-紋狀體網絡對控制自傷行為至關重要，也為通過調節該腦環路治療嚴重自傷行為提供了可靠依據。

圖一 伏隔核電刺激改善小鼠自傷及刻板行為

作者首先靶向刺激大腦伏隔核、調控皮層-紋狀體腦區，發現能夠減輕BTBR小鼠的自傷行為（傷害性自身理毛）和刻板重復行為。研究通過手術在小鼠雙側伏隔核植入電極進行慢性高頻電刺激，每天5小時、連續4天。小鼠被隨機分為三組：刺激組、假刺激組（只植入電極不通電）、正常對照組。

結果顯示，刺激組小鼠背部因過度理毛造成的脫毛和皮膚損傷面積明顯下降，而另外兩組損傷反而加重；刺激組自身理毛的時間沒有異常增加，理毛的動作流程也更正常、刻板混亂程度降低。同時，小鼠的刻板重復行為也顯著減少。

進一步測試發現，這種刺激只針對性改善自傷和刻板行為，并不影響小鼠的焦慮水平、運動能力、社交行為和晝夜活動節律。總體說明，刺激伏隔核、調節皮層-紋狀體環路能夠緩解BTBR小鼠的自傷與刻板行為，且不會干擾其他正常行為。

圖二 NAcc電刺激后ASD小鼠模型的體積改變

為研究伏隔核慢性電刺激帶來的大腦結構變化，作者對BTBR小鼠進行了磁共振成像與形態學分析，對比刺激組與假刺激組的腦區體積差異。

結果顯示，兩組在額葉-邊緣-紋狀體環路多個區域存在明顯體積差別，刺激組小鼠的紋狀體、蒼白球、頂顳皮層、丘腦和海馬體等區域體積顯著縮小。

進一步分析發現，這些腦區的結構變化與自傷、重復行為密切相關：紋狀體等區域體積越小，小鼠自身理毛和埋珠等刻板行為越輕，其中紋狀體體積與自傷行為的相關性最為穩定可靠。

這說明，伏隔核電刺激可引起額葉-邊緣-紋狀體網絡廣泛的結構改變，而這些結構變化很可能是其緩解自傷及刻板行為的重要基礎。

圖三 皮層-紋狀體環路干預自閉癥自傷行為

最后，研究者用相同的測量方法對比重度自傷自閉癥兒童接受伏隔核刺激后，大腦結構變化是否和BTBR小鼠的結果一致，通過患兒治療前和治療一年后的腦部磁共振成像，分析腦容量變化。

經過一年伏隔核刺激，患兒大腦中負責獎賞、情緒處理的幾個關鍵腦區體積明顯縮小，這和小鼠實驗中刺激組相關腦區體積變小的結果一致。

同時，患兒大腦中負責運動控制、情緒社交、疼痛調節的腦區體積有所增大，這也和小鼠實驗結果相呼應。但兩類實驗也有差異，部分腦區體積變化方向不同，且小鼠和患兒各有專屬的腦區體積變化。

總體來說，跨物種實驗表明，伏隔核刺激能改變大腦結構，影響范圍包括獎賞情緒、感覺運動、疼痛調節等多個腦區。人和小鼠相關腦區有一致的體積變化，證明存在一個保守的腦網絡，它能調控自傷行為，且對伏隔核刺激有反應。

總結

該研究揭示了自傷行為相關的神經環路機制，證實伏隔核電刺激可通過重塑邊緣系統、紋狀體等腦區網絡減少自傷行為，并明確額葉-邊緣-紋狀體回路是兒童患者治療起效的關鍵。研究為神經環路可塑性介導行為改善提供了機制依據，也為優化皮質-紋狀體神經調節、提升兒童難治性自傷行為治療效果奠定了基礎。

文章來源：

10.1126/sciadv.aeb5842

歡迎轉發分享