Sci Adv | 深度脑刺激新突破！多伦多大学团队揭示自闭症自伤行为的调控机制

在日常生活中，或许会遇到这样一群“星星的孩子”，他们患有自闭症常常被困在自己的世界里，无法顺畅地表达内心的痛苦与困惑。

不同于普通孩子的哭闹宣泄，许多自闭症患者会出现反复撞头、咬手、抓挠皮肤、拍打身体甚至撞击硬物等自伤行为，这些行为并非他们故意为之，而是神经系统发育异常带来的无助呐喊。对家长和看护者而言，最煎熬的莫过于眼睁睁看着孩子伤害自己，轻则留下红肿淤青，重则造成皮肤破损、组织损伤，甚至永久性残疾，却找不到有效的方式阻止，长期承受着身心双重压力，也耗尽了大量的时间、精力和财力。

基于此，2026年4月10日，多伦多大学George M. Ibrahim研究团队在《Science Advances》杂志发表了“Regulation of autism-related self-injurious behavior by electrical stimulation of corticostriatal circuits in mice and humans”揭示了皮层-纹状体环路电刺激对小鼠和人类自闭症相关自伤行为的调控。

自闭症患者的自伤行为和大脑皮层-纹状体环路功能异常有关。以往这类干预研究缺少直接证据，难以发展出精准疗法。本研究通过小鼠实验和临床儿童病例发现，对大脑伏隔核进行电刺激能够有效减轻自伤行为，并让相关脑环路出现结构性改变。这一结果表明额叶-边缘-纹状体网络对控制自伤行为至关重要，也为通过调节该脑环路治疗严重自伤行为提供了可靠依据。

图一 伏隔核电刺激改善小鼠自伤及刻板行为

作者首先靶向刺激大脑伏隔核、调控皮层-纹状体脑区，发现能够减轻BTBR小鼠的自伤行为（伤害性自身理毛）和刻板重复行为。研究通过手术在小鼠双侧伏隔核植入电极进行慢性高频电刺激，每天5小时、连续4天。小鼠被随机分为三组：刺激组、假刺激组（只植入电极不通电）、正常对照组。

结果显示，刺激组小鼠背部因过度理毛造成的脱毛和皮肤损伤面积明显下降，而另外两组损伤反而加重；刺激组自身理毛的时间没有异常增加，理毛的动作流程也更正常、刻板混乱程度降低。同时，小鼠的刻板重复行为也显著减少。

进一步测试发现，这种刺激只针对性改善自伤和刻板行为，并不影响小鼠的焦虑水平、运动能力、社交行为和昼夜活动节律。总体说明，刺激伏隔核、调节皮层-纹状体环路能够缓解BTBR小鼠的自伤与刻板行为，且不会干扰其他正常行为。

图二 NAcc电刺激后ASD小鼠模型的体积改变

为研究伏隔核慢性电刺激带来的大脑结构变化，作者对BTBR小鼠进行了磁共振成像与形态学分析，对比刺激组与假刺激组的脑区体积差异。

结果显示，两组在额叶-边缘-纹状体环路多个区域存在明显体积差别，刺激组小鼠的纹状体、苍白球、顶颞皮层、丘脑和海马体等区域体积显著缩小。

进一步分析发现，这些脑区的结构变化与自伤、重复行为密切相关：纹状体等区域体积越小，小鼠自身理毛和埋珠等刻板行为越轻，其中纹状体体积与自伤行为的相关性最为稳定可靠。

这说明，伏隔核电刺激可引起额叶-边缘-纹状体网络广泛的结构改变，而这些结构变化很可能是其缓解自伤及刻板行为的重要基础。

图三 皮层-纹状体环路干预自闭症自伤行为

最后，研究者用相同的测量方法对比重度自伤自闭症儿童接受伏隔核刺激后，大脑结构变化是否和BTBR小鼠的结果一致，通过患儿治疗前和治疗一年后的脑部磁共振成像，分析脑容量变化。

经过一年伏隔核刺激，患儿大脑中负责奖赏、情绪处理的几个关键脑区体积明显缩小，这和小鼠实验中刺激组相关脑区体积变小的结果一致。

同时，患儿大脑中负责运动控制、情绪社交、疼痛调节的脑区体积有所增大，这也和小鼠实验结果相呼应。但两类实验也有差异，部分脑区体积变化方向不同，且小鼠和患儿各有专属的脑区体积变化。

总体来说，跨物种实验表明，伏隔核刺激能改变大脑结构，影响范围包括奖赏情绪、感觉运动、疼痛调节等多个脑区。人和小鼠相关脑区有一致的体积变化，证明存在一个保守的脑网络，它能调控自伤行为，且对伏隔核刺激有反应。

总结

该研究揭示了自伤行为相关的神经环路机制，证实伏隔核电刺激可通过重塑边缘系统、纹状体等脑区网络减少自伤行为，并明确额叶-边缘-纹状体回路是儿童患者治疗起效的关键。研究为神经环路可塑性介导行为改善提供了机制依据，也为优化皮质-纹状体神经调节、提升儿童难治性自伤行为治疗效果奠定了基础。

文章来源：

10.1126/sciadv.aeb5842

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