自闭症谱系障碍(ASD)又名孤独症,包含一系列多类别神经发育类疾病。它以社会性反馈障碍和交流能力受损为特征,并且伴随刻板的行为模式、狭窄的兴趣爱好和异常的感觉加工,严重阻碍了患者的生存能力、交往技巧和社会动机。世界上约1%的人口患有自闭症谱系障碍,中国也有高达1400万自闭症患者。然而针对自闭症谱系障碍,至今仍没有明确的生物学标记作为客观诊断依据,也没有行之有效的治疗策略使患者康复。多项研究表明,自闭症谱系障碍患者经常伴随着对感官刺激的异常反应,比如触摸相关脑区的功能异常,但研究结果并不一致;同时,自闭症患者相比健康人群其体内的催产素浓度较低,但催产素浓度的变化是否对触摸加工有调节作用,还不得而知。基于上述研究现状,本文开展一系列实验和分析,首先揭示与自闭相关的脑网络机制,重点围绕触摸加工的脑网络机制进行研究;随后结合近红外技术开展按摩实验,探索按摩这种非侵入式的社会性刺激对体内催产素浓度以及行为、神经活动的影响;最后再结合磁共振技术,完成外源性催产素喷入鼻腔的按摩实验,探索催产素对人体加工触摸刺激、调节自闭相关脑区神经活动的作用。研究一对“自闭症脑成像数据交流(ABIDE)”大数据进行分析,揭示自闭症相关的静息态功能连接和脑结构变化,以及它们与症状严重程度的相关性(如自闭症诊断观察量表)。采用基于体素的镜像等位功能连接分析方法,对409名自闭症患者和455名正常发育个体做了脑半球间静息态功能连接比较。在排除了年龄、性别、脑容量和智商系数等潜在混淆因素的影响后,结果发现自闭症患者的默认网络(背侧和腹内侧前额叶皮层及后扣带回皮层,内侧前额叶,后扣带回和楔前叶)、突显网络(前扣带回和脑岛)、镜像神经元/运动系统(额下回,顶下小叶,中央前回,辅助运动区)、丘脑及听觉系统/触摸网络(颞上回)和视觉系统(舌、梭形和枕下回)等都出现了显著的半球间功能连接减弱。其中,前额叶、脑岛、扣带回、辅助运动区、颞上回等脑区均与触摸加工密切相关,这与自闭症患者对感官刺激的加工存在失常的研究发现是一致的。另外,基于半球间功能连接的支持向量机分析显示,以上述功能连接为基础将自闭症与健康被试相区分的平均辨别精准度达到88.70%。在自闭症组中,患者症状的严重程度与后扣带回、脑岛及颞上回的半球间功能连接呈负相关。基于研究一的发现,研究二通过近红外实验探索内源性催产素与触摸及相关神经活动的关系。研究二共招募40名健康男性被试参与组内对照实验,在接受两种脚部按摩后(人工按摩和机器按摩各10分钟),分别对该按摩的愉悦度、强度和唤醒度做出评价,并报告愿意支付多少酬金。在按摩前后,抽取被试静脉血样进行分析以检测体内催产素浓度变化。整个实验过程中,通过近红外光谱成像系统对被试的眶额皮层、颞上沟脑区以及躯体感觉皮层三个主要的触摸加工脑区进行神经活动记录和分析,同时采用皮肤电记录被试的皮肤电阻反应。研究结果发现,在行为水平上相比机器按摩,人工按摩给被试带来了更愉悦的体验,而唤醒度和皮肤电在两种按摩条件下没有显著差异;另外,被试愿意为同等时长的人工按摩支付更高的酬金。血样分析显示,人工和机器按摩都促进了被试体内催产素的分泌,而人工按摩的促进效果更为明显。此外,人工按摩对催产素分泌的促进效果与被试的自闭等特质呈负相关,即自闭特质越高、对触摸越不喜欢的人,体内催产素的基础水平越低,并且接受按摩后的浓度提升越高。神经成像数据分析结果显示,对比机器按摩而言,人工按摩增强了颞上沟和眶额皮层的激活程度,而在躯体感觉皮层的上则没有显著差异。同样,颞上沟脑区的激活程度与愉悦度评价、眶额皮层的激活与自闭特质都存在着显著相关。综上,人工按摩可以促进被试体内催产素的分泌,并增强社会情感触摸加工及奖赏加工等关键脑区的活动,并且奖赏脑区的加工与自闭特质相关。研究三在研究二的基础上,结合药理学和磁共振成像,采用被试内随机双盲安慰剂对照设计,招募46名男性健康被试参与按摩实验,探索鼻喷催产素对被试接受按摩后的行为和神经活动的调节作用。被试分别在鼻喷催产素和鼻喷安慰剂的条件下参与两次功能磁共振按摩实验,按摩分为人工按摩(包括真实和想象的人工按摩)和机器按摩(包括真实和想象的机器按摩)两种条件。被试分别在人工和机器按摩后对触摸的愉悦度、唤醒度、强度、支付意愿进行评分。研究结果发现,催产素选择性的增强了被试对社会性触摸(人工按摩)的愉悦感受,对非社会性的机器按摩则没有调节作用。与行为结果一致,在神经反应水平上鼻喷催产素促进了被试在接受人工按摩(含真实人工按摩和想象人工按摩)时的多处脑区活动,包括奖赏加工脑区(眶额皮层、背侧纹状体和腹侧被盖区)、突显网络(背侧前扣带回、前脑岛和后脑岛)、默认网络(内侧前额叶、后扣带回和海马旁回)、楔前叶、情绪和记忆加工网络(杏仁核、海马)、社会认知/触摸网络(颞上回、颞中回及顶下小叶)、视觉和躯体运动控制(楔叶、梭状回、枕回、小脑、中央后回)等脑区均出现显著激活,并且内侧前额叶、杏仁核、楔前叶等多个脑区的激活均与自闭特质显著相关。综上,本研究发现,自闭症患者的触摸脑网络出现功能紊乱,或许可成为自闭症诊断和治疗的潜在生物学标记。人工按摩作为一种非侵入式、给人以愉悦感受的社会性接触,可以促进内源催产素的分泌,是调节社会认知、奖赏加工脑区的有效方法。外源性的鼻喷催产素进一步促进了人体对按摩的愉悦感知,并调节被试触摸相关脑区的加工,或许可成为改善自闭症感觉加工紊乱、社会性功能异常的潜在治疗手段,具有积极的临床启示意义。