澳門大學認知與腦科學研究中心助理教授李日輝研究團隊與復旦大學附屬兒科醫院教授徐瓊研究團隊合作，在精神病學知名期刊《Molecular Psychiatry》發表兩篇背靠背研究，分別從腦功能連接與腦解剖結構兩個維度，系統揭示了特發性孤獨症（Idiopathic ASD）與脆性X綜合症（FXS，孤獨症的主要單基因遺傳亞型）異同的神經生物學基礎。兩項研究為理解ASD複雜的病理機制提供了突破性見解，並為未來開發針對性干預方案指明方向。
ASD是一種高度異質的神經發育障礙，影響全球約1%至2%的人口。為應對ASD的複雜性，研究團隊選擇了脆性X綜合症—最常見的ASD單基因病因—作為遺傳背景相對清晰的對照模型，以探究兩者行為症狀重疊背後的特異性與共性神經機制。
在第一項研究中，研究團隊利用靜息態功能磁共振成像技術（fMRI），對150名兒童（70名特發性ASD兒童、37名FXS兒童和43名典型發育兒童）的大腦功能連接與網絡拓撲屬性進行分析。研究發現，FXS兒童表現出獨特的大腦功能改變（圖1），他們的默認模式網絡（Default Mode Network）內部連接顯著減弱，該網絡與自我參照認知、記憶處理和情緒調節密切相關。這一特徵清晰地將FXS與ASD及典型發育兒童區分開來。同時，ASD和FXS兒童都表現出小腦網絡內部連接減弱，並且小腦網絡與默認模式網絡、感覺運動網絡、視覺網絡之間的連接也均弱於典型發育組，而FXS兒童則在小腦內部表現出其獨特的節點度數和聚類系數降低。研究還發現了關鍵的腦網路與ASD核心症狀的相關性差異（圖2），在FXS與ASD組中，社會情感和重複刻板行為症狀的嚴重程度與多個腦網絡間的連接強度呈現截然不同的相關性。
第二項研究聚焦於大腦解剖結構的發育軌跡。研究團隊利用T1加權結構磁共振成像數據，對190名兒童（90名特發性ASD兒童、46名FXS兒童和54名典型發育兒童）的灰質體積及其發育軌跡進行分析。研究揭示了FXS在童年早期獨特且顯著的神經解剖學特徵（圖3），與特發性ASD和典型發育組相比，FXS兒童表現出複雜的區域性體積改變：在皮層下結構（尤其是尾狀核）和小腦Crus I區的灰質體積顯著增大，同時，在額葉島蓋皮層、小腦蚓部等關鍵皮層及小腦區域則出現體積減小。這種增生與發育不全並存的模式，構成了FXS清晰的結構性“指紋”。研究進一步發現，這些結構差異並非靜態，而是遵循動態的、年齡依賴的發育軌跡（圖4），FXS的灰質體積差異在2至8歲間的多個狹窄年齡窗口中持續存在。另一關鍵發現在於兩種障礙的生長速率區別（圖5），特發性ASD兒童在全腦及幾乎所有發現異常的腦區都表現出比FXS和典型發育兒童顯著加速的灰質體積增長。相比之下，FXS組的生長軌跡則與典型發育兒童相似，或在一些小腦區域顯著慢於特發性ASD組。結果表明，異常的加速增長是特發性ASD童年早期的一個關鍵特徵，而FXS則遵循不同的發育路徑。
兩項背靠背研究分別從“功能”與“結構”視角，繪製了特發性ASD與FXS在兒童早期大腦發育的精細圖譜。研究一明確了默認模式網絡功能抑制是FXS的神經標誌，而小腦功能障礙是兩者共享的病理基礎；研究二則確立了FXS的特異性腦結構指紋，並發現異常加速增長是ASD的結構性特徵。相關研究成果提示，未來應超越基於行為的診斷，轉向針對ASD不同亞型特定神經發育軌跡的、基於機制的靶向治療。
兩項研究的共同通訊作者為李日輝與徐瓊（研究一和研究二）及復旦大學附屬兒科醫院教授喬中偉（研究一），共同第一作者為澳大博士生馮丹勇和復旦大學附屬兒科醫院醫師李冬蘊。研究獲國家自然科學基金（檔案編號：82171540、82301743）、澳門特別行政區科學技術發展基金（檔案編號：0010/2023/ITP1、0016/2024/RIB1）、澳門大學（檔案編號：SRG2023-00015-ICI、MYRG-GRG2024-00296-ICI、MYRG-CRG2024-00022-ICI）、安徽省自然科學基金（檔案編號：2308085MH255）、中華醫學基金會（CMB）（檔案編號：22-471）、科學技術部外國專家項目（檔案編號：G2022132004L）、復旦大學附屬兒科醫院學科帶頭人發展計劃（檔案編號：EKXDPY202306）及Med+X交叉學科團隊項目資助。
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