孤獨癥模型突變犬存在面孔加工困難

在人類社會交流中，面孔識別和加工是一項重要功能，人們能夠通過面部表情判斷他人的情緒。人類的好朋友家犬，在長期家養馴化過程中也獲得了卓越的面孔認知能力——看臉色的能力。不過，中國科學家研究發現，孤獨癥模型突變犬存在面孔加工困難。

在4月2日世界孤獨癥關注日來臨之際，湖北大學教授張永清團隊和北京大學教授韓世輝課題組合作發現，攜帶Shank3基因突變的比格犬，表現出類似孤獨癥患者的面孔識別加工異常。相關研究4月3日在線發表于《科學進展》，這為研究面孔加工的神經機制和干預方案提供了新的寶貴動物模型。

孤獨癥，又稱自閉癥，是一類常見的神經發育障礙性疾病，主要表現為社交障礙、重復刻板行為和狹窄興趣等。據統計，全球孤獨癥患者數量已超過7000萬，且發病率呈逐年上升趨勢。然而，目前孤獨癥的發病機制仍不明確，缺乏有效的治療方法。

面孔加工異常被認為是孤獨癥社交障礙的神經認知基礎，但目前尚不清楚特定基因突變是否會導致類似孤獨癥患者的面孔加工異常。“以往近20多年的孤獨癥動物模型研究中，小鼠等實驗動物由于缺乏類似人類對面部情緒情感關注的生物學功能，無法深入探究社交障礙與面部情緒感知問題之間的關聯。而家犬則天性善于辨別人類情緒，并能據此與人交流。”論文通訊作者張永清對比說，這使其成為理想的研究模型之一

張永清向《中國科學報》表示，研究團隊通過構建孤獨癥模型犬，對其進行多維度測試，包括行為學、眼動追蹤和皮層腦電記錄等測試，結果均表明孤獨癥模型犬存在面孔認知功能異常。“以行為學測試為例，我們采用‘二選一’的實驗范式，給正常野生型犬和孤獨癥模型犬呈現面孔和房子的圖像讓其選擇。“野生型犬傾向于選擇面孔，而孤獨癥模型犬則表現出對面孔的回避，更傾向于選擇房子。當給予房子和車子進行選擇時，孤獨癥模型犬則隨機選擇，表明其對面孔存在排斥感。”張永清說。

眼動實驗進一步驗證了這一結果。正常野生型犬在面對面孔時會表現出明顯的注視偏好，而孤獨癥模型犬則不愛看臉，更傾向于關注房子。皮層腦電實驗顯示，正常犬在看到面孔時，會出現一個面孔特異的負波，而孤獨癥模型犬的該負波強度較弱且潛伏期延遲，表明其大腦對面孔的反應不敏感。

此外，研究團隊還進行了更復雜的面孔分類加工實驗，給犬呈現人的面孔、同類的面孔、不同品種犬的面孔等。結果發現，野生犬喜歡選擇自己的物種或品種的面孔，而孤獨癥模型犬在這方面的表現明顯受損。

該研究首次揭示了孤獨癥模型犬存在面孔加工異常，為支持Shank3基因突變導致孤獨癥樣面孔認知缺陷，繼而導致社交障礙的假設提供了實驗證據，為未來闡明孤獨癥的遺傳和神經機制以及藥物研發提供了不可或缺的實驗體系。

下一步，張永清表示，團隊將進一步研究孤獨癥模型犬的神經環路和分子機制，尋找潛在的治療靶點。

在面孔和房子的二選一任務中，與野生型對照相比，Shank3突變犬偏向房子，回避面孔。張永清團隊供圖

相關論文信息：

https://doi.org/10.1126/sciadv.adu3793