A Review of Default Mode Network Connectivity and Its Association with Social Cognition in Adolescents With Autism Spectrum Disorder and Early-Onset Psychosis

A Review of Default Mode Network Connectivity and Its Association With Social Cognition in Adolescents With Autism Spectrum Disorder and Early-Onset Psychosis.

• Aarti Nair
• Morgan Jolliffe
• Yong Seuk S Lograsso
• Carrie E Bearden

抄録

最近の研究では、自閉症スペクトラム障害（ASD）と統合失調症の間に、社会性障害をはじめとする表現型の重複が認められるようになった。しかし、これらの異なる神経精神疾患における社会性障害の病態の根底にある神経機構については、まだ十分な検討がなされていない。これまでの神経画像研究のほとんどは、これらの障害の成人に焦点を当てたものであり、若年層の社会性障害の神経基盤についてはほとんど知られていない。ここでは、ASDまたは早期発症精神病（EOP）の青年期の画像研究に関する2020年4月までの文献のナラティブレビューを紹介し、発達の枠組みから診断を越えた社会的困難の共通かつユニークな神経メカニズムをよりよく理解する。我々は、両群の社会的認知に関連する脳ネットワークとして最も広範囲に研究されているデフォルトモードネットワーク（DMN）の機能的接続性の研究に特に焦点を当てている。我々のレビューには、ASDの青年期（平均年齢11.2-21.6歳）を対象とした29件の研究と、EOPの青年期（平均年齢14.2-24.3歳）を対象とした14件の研究が含まれている。これらの研究のうち、ASDの青年期を対象とした29件の研究のうち15件では、DMNの接続性を調べたところ、接続性の低下が優勢であった。対照的に、EOPのある青年期では、14件中5件の研究でDMNのアンダーコネクティビティが報告され、さらに6件の研究では、DMNのアンダーコネクティビティとオーバーコネクティビティの両方が報告された。具体的には、DMN 内ネットワークは ASD ではより頻繁にアンダーコネクティビティが認められたが、EOP ではオーバーコネクティビティが認められた。一方、DMN間の接続パターンは各群で混在しており（アンダー接続とオーバー接続の両方）、特にASDでは前頭葉、感覚運動野、側頭頂葉領域とのDMN接続が、EOPでは前頭葉、側頭葉、皮質下層、小脳領域とのDMN接続が見られた。最後に、DMN接続の障害は両群とも社会的障害と関連しているようであるが、ASDでは反復的な行動や興味の制限、EOPでは幻覚や妄想など、それぞれの状態に特有の他の特徴とは関連していないようである。これらの疾患のそれぞれを持つ青年の人口統計学的によくマッチしたグループを対象としたさらなる研究が必要であり、臨床的な異質性、思春期の発達、薬物の影響など、DMNの接続パターンに寄与する追加的な因子を系統的に探索することで、治療目標をよりよく把握し、これらの発達神経精神疾患に関連した転帰の予測を容易にすることができるであろう。

Recent studies have demonstrated substantial phenotypic overlap, notably social impairment, between autism spectrum disorder (ASD) and schizophrenia. However, the neural mechanisms underlying the pathogenesis of social impairments across these distinct neuropsychiatric disorders has not yet been fully examined. Most neuroimaging studies to date have focused on adults with these disorders, with little known about the neural underpinnings of social impairments in younger populations. Here, we present a narrative review of the literature available through April 2020 on imaging studies of adolescents with either ASD or early-onset psychosis (EOP), to better understand the shared and unique neural mechanisms of social difficulties across diagnosis from a developmental framework. We specifically focus on functional connectivity studies of the default mode network (DMN), as the most extensively studied brain network relevant to social cognition across both groups. Our review included 29 studies of DMN connectivity in adolescents with ASD (Mean age range = 11.2-21.6 years), and 14 studies in adolescents with EOP (Mean age range = 14.2-24.3 years). Of these, 15 of 29 studies in ASD adolescents found predominant underconnectivity when examining DMN connectivity. In contrast, findings were mixed in adolescents with EOP, with five of 14 studies reporting DMN underconnectivity, and an additional six of 14 studies reporting both under- and over-connectivity of the DMN. Specifically, intra-DMN networks were more frequently underconnected in ASD, but overconnected in EOP. On the other hand, inter-DMN connectivity patterns were mixed (both under- and over-connected) for each group, especially DMN connectivity with frontal, sensorimotor, and temporoparietal regions in ASD, and with frontal, temporal, subcortical, and cerebellar regions in EOP. Finally, disrupted DMN connectivity appeared to be associated with social impairments in both groups, less so with other features distinct to each condition, such as repetitive behaviors/restricted interests in ASD and hallucinations/delusions in EOP. Further studies on demographically well-matched groups of adolescents with each of these conditions are needed to systematically explore additional contributing factors in DMN connectivity patterns such as clinical heterogeneity, pubertal development, and medication effects that would better inform treatment targets and facilitate prediction of outcomes in the context of these developmental neuropsychiatric conditions.

Copyright © 2020 Nair, Jolliffe, Lograsso and Bearden.