这篇题为“基于虚拟现实的实时成像揭示自闭症小鼠模型行为转变过程中异常皮质动力学”的研究文章发表在《细胞报告》上。

基于VR成像的ASD分类

功能连通性是解剖学上独立的大脑区域之间神经元活动的时间依赖性，可用于研究大脑网络如何在ASD患者中发挥作用。

最近的人类功能磁共振成像(fMRI)研究已经开始研究如何使用动态静息状态功能连接来发现ASD特有的异常大脑网络活动。通常，功能性磁共振成像(fMRI)用于测量功能连接性，即在休息或不需要太多运动的任务期间自发血氧水平依赖(BOLD)信号之间的共激活量。

然而，人们不能在MRI扫描仪中移动，并且静息状态fMRI中的BOLD信号很慢，因此很难研究ASD患者在目标导向运动中表现出的运动协调缺陷和运动规划障碍。此外，越来越多的证据表明，ASD中出现的感觉运动困难与社交和非社交核心症状的发展和维持密切相关。

在这项研究中，RIKEN脑科学研究所和神户大学医学院的研究人员试图描述运动启动过程中功能性皮层网络的动态特征。

为此，日本研究团队使用经颅Ca2+成像和头部固定VR系统来测量小鼠的皮层功能连接，这些小鼠在模拟真实世界情况的真实开阔围栏的虚拟环境中导航。然后使用多种工具查看成像数据进行分析，例如支持向量机(SVM)，用于机器学习以对功能连接模式进行分类。

研究人员使用拷贝数变异小鼠模型进行人类15q11-13复制，该模型与自闭症患者一样存在社交沟通问题。这些老鼠在睡着时也有异常的体感调节，在清醒和静止状态下全脑功能低连接。

他们发现这些小鼠的功能连接动力学较差，这取决于它们的移动方式，以及运动区域过度连接的异常功能连接模式。这表明在ASD的自发行为转换过程中，运动区域对于皮质功能连接功能障碍的重要性。

这些结果表明，基于虚拟现实的实时成像系统提供了重要信息，可帮助我们了解功能连接动力学如何与神经精神疾病中的异常行为相关联。此外，在未来的研究中发现ASD模型小鼠的功能连接异常是否可以在出生后发育或成年期通过药物治疗得到修复将是非常有趣的。研究人员认为，制作一个多模态的“元宇宙”会很有趣，在这个“元宇宙”中，老鼠通过它​​们的化身与同一物种的其他老鼠互动。这将帮助他们弄清楚在虚拟社交互动过程中皮质功能连接是如何变化的。