可分离的振荡 alpha 与非周期神经动态构成注意缺陷多动障碍儿童非典型注意控制的基础
Dissociable Oscillatory Alpha and Aperiodic Neural Dynamics Underlie Atypical Attentional Control in Children With Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder (ADHD)
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注意缺陷多动障碍儿童在任务相关信息与无关信息竞争时难以维持目标导向注意，这种困难是否来自不同的神经机制尚不清楚。研究记录 45 名注意缺陷多动障碍儿童和 45 名典型发育儿童在低与高视觉需求下完成视觉检测任务时的脑电，同时呈现任务无关的标准声与偏差声，并将功率谱参数化以分离振荡 alpha 与非周期活动。典型发育儿童表现出随需求变化的 alpha 调节，注意缺陷多动障碍儿童则表现为额区调节减弱与后部 alpha 增强异常；对听觉分心物的异常反应更多体现在非周期斜率上。多变量机器学习分类显示，这些神经特征在刺激出现后不久即可区分两组儿童。
注意缺陷/多动障碍（ADHD）儿童在任务相关与任务无关信息竞争加工资源时，往往难以维持目标导向的注意。本研究考察这种困难是否反映了需求相关注意调节与分心物相关神经反应的不同异常。我们记录了45名ADHD儿童和45名典型发育（TD）儿童在低与高视觉需求条件下执行视觉检测任务时的脑电图（EEG）信号，同时呈现任务无关的标准声与偏差声。对EEG功率谱进行参数化，以将振荡性alpha活动与非周期性活动分离，分别作为注意调节与皮层兴奋/抑制（E/I）平衡的假定指标。TD儿童表现出适应性的需求相关alpha调制，而ADHD儿童表现出非典型的alpha反应模式，包括额区调制减弱和非典型后部alpha增强；这种需求相关的组间差异见于振荡性alpha活动，而未见于非周期性活动。相比之下，ADHD相关的听觉分心物反应异常更清晰地反映在非周期性斜率上。ADHD儿童表现出非典型的分心物相关非周期性调制，提示神经背景活动的稳定性降低，可能反映当无关声音必须被忽略时皮层E/I平衡受到破坏。此外，多变量机器学习分类表明，依赖这些敏感的神经特征可对ADHD儿童与TD对照实现稳健区分，显著的预测性能在刺激呈现后不久即出现，并持续贯穿整个信息加工过程。这些发现提示，振荡性alpha活动与非周期性神经动力学对ADHD中不同的注意异常表现出不同的敏感性，其中alpha振荡主要反映需求相关的调节缺陷，而非周期性活动主要反映分心物相关的神经不稳定性。
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来源：bioRxiv · Neuroscience · biorxiv.org