数字孪生对照框架揭示自闭症中功能连接偏差、沟通障碍与分子机制之间的个体化跨尺度关联

背景：自闭症谱系障碍（ASD）以脑功能与临床表现上显著的个体间异质性为标志。传统神经影像学研究得出的结果高度不一致，因为外在混杂因素与内在疾病异质性掩盖了ASD特异性的功能连接（FC）特征，妨碍了识别与症状严重程度相关的个体化神经机制。方法：我们开发了一个基于深度对比学习的数字孪生对照分析框架。通过将每名ASD参与者与其匹配的数字孪生对照进行比较，我们量化了个体特异性的FC偏差。采用主成分分析提取核心异常模式，随后进行多维分析与验证，包括临床相关性、转录组解码、神经递质与线粒体共定位，以及疾病与认知富集分析。结果：该模型有效地区分了疾病相关与非疾病相关的变异。所识别出的主导异常FC模式与自闭症诊断观察量表（ADOS）的沟通得分显著相关，提示其与沟通障碍相关。该模式与突触通路、兴奋性/抑制性神经元特征、关键发育窗口及皮层下结构呈现趋同关联，并与多种神经递质系统和线粒体呼吸复合体呈现负向空间关联。生物学验证进一步支持了其ASD特异性及与沟通相关的认知相关性。结论：借助孪生对照分析框架，本研究提供了一个探索性的跨尺度框架，将个体化FC偏差与临床、转录组、神经化学及线粒体图谱联系起来。研究结果表明，ASD中的沟通困难可能部分源于神经整合、社会知觉加工及活动依赖性细胞能量调控的多尺度紊乱。

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