「我的小孩好奇怪，怎麼叫都沒反應？」、「醫師，我的孩子在學校都坐不住，一直忘記帶東西，也跟同學處不好，他是不是有過動症？」根據衛福部2020年的資料顯示，我國兒童注意力不足過動症（attention deficit/-hyperactivity disorder, ADHD；以下簡稱過動症）的盛行率為7.5～10％；自閉症類群障礙症（autistic spectrum disorder, ASD；以下簡稱自閉症）則是每一百個人中會有一位。過去認為這2項疾病可能是教養或心理問題所引起，但隨著神經科學的發展，已證實是由於腦部的神經結構與運作的特異性所導致。
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<h2>大腦發育是一連串精密調控的過程</h2>
中央研究院細胞與個體生物學研究所副研究員周申如博士表示，大腦發育是一個需要精確調控的過程，任一個環節出錯都會導致學習障礙、自閉症、過動症等疾病，且每個患者的病症都不同，也讓疾病的診斷與治療更加複雜。
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透過模式動物的研究，周申如博士指出大腦發育的調節可分成好幾個階段，首先，大腦中不同種類的神經細胞數量必須正確調控，例如：興奮性神經元與抑制性神經元的數量要達到平衡，才能讓大腦生理及功能維持正常運作；其次，神經元必須正確的分化，遷移到正確的位置並與其他神經元形成正確的連結。周申如博士的實驗室專攻大腦發育階段的研究，探討各腦區的特定神經元從生成連結至特定位置，以及發揮功能的調控過程。
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<h2>大腦發育缺失 影響學習與情緒</h2>
以自閉症研究為例，周申如博士提到腦部發育過程中，若在神經數量、型態及連結等階段出現異常，就會產生行為變化，這是造成自閉症可能原因。她與中研院生化所陳瑞華教授共同合作，探討蛋白質的穩定度與大腦發育的關聯，在小鼠實驗中發現USP11基因的缺失，會使得小鼠出現學習障礙，而之前研究顯示，在USP11基因突變的孩童患者身上也有學習障礙問題。研究團隊發現，USP11基因在大腦發育過程中，可抑制SOX11蛋白的泛素化，進而穩定SOX11的表現，而這項機制也影響著神經的生成與遷移，該研究成果於2021年2月發表於國際期刊《科學進展》（Science Advances），為自閉症、癲癇及智能障礙的大腦發育研究帶來新突破。
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周申如博士提到，未來希望能連結基因學與影像學觀察神經的活性，幫助疾病的診斷與治療，「神經科學領域的藥物，通常是經年累月試出來的，而不是因為知道特定機轉生產，但這些用藥大都是全身性的藥物，對病人來說，副作用也較大。所以我們實驗室一直致力於神經發育疾病或神經退化疾病的研究，希望藉由了解其中的致病機轉，幫助未來在診斷，或藥物及或其他方式的治療上能更精準。」
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一般人常常把大腦與心智分開來看，其實應該要將兩者當作同一件事。大腦有如電腦的硬體，心智則像是電腦的軟體，彼此是互相影響的。
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－臺灣大學心理系特聘教授兼系主任周泰立教授－
 
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<h2>功能性磁振造影 探索孩童大腦與心智的發展</h2>
臺灣大學心理系特聘教授兼系主任周泰立教授長期探索孩童的語言發展及認知控制的神經機制，針對語言障礙，他表示患者的心智與大腦結構，相較於一般人的差異在於腦側化的現象。人類的孩童時期，語言處理發生在大腦的兩側腦半球，長大後逐漸集中於大腦的左側，即左腦半球的下額葉與下頂葉扮演重要的角色，這個現象是人類獨有，也是人類在心智功能發展上的重要指標。周泰立教授的團隊透過5、6年的追蹤研究，以功能性磁振造影 (functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI)觀看正常孩童與自閉症或語言障礙的孩童之間的腦部差異，發現自閉症或語言障礙孩童發展過程中，沒有出現明顯左腦側化的現象，但是右腦會因為補償作用而更為活躍。
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在語言處理方面，周泰立教授提到，大腦前側負責聲音、字形、句型等訊息整合，大腦後側則是負責細部初級感覺處理，例如文字的筆劃或聲音的音節變化。他進一步觀察健康孩童與自閉症孩童，兩者的大腦前後側與語言處理之間的關係，發現「人類大腦的神經傳遞的路徑就像高速公路系統，健康孩童的長程高速公路非常完整，可以快速從臺北經過臺中到達高雄，因此語意整合能力較佳；然而語言障礙明顯的自閉症孩童，在臺北或是高雄附近的短程道路數量比一般孩童來得多，卻缺少了要穿過臺中的長程高速公路，因此整合語言能力稍差，但自閉症孩童在筆畫或是音節的細部處理上反而較一般孩童傑出。所以腦科學不單是研究個別腦區的差異，觀察連結不同腦區之間的道路也非常關鍵。」
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此外，在自閉症患童的治療方面，周泰立教授分享了史丹佛大學3年前啟動的一項自閉症眼鏡計畫（Autism Glass Project），他們讓患童戴上可辨識人臉情緒的智慧眼鏡，經過即時的訊息送給患童，藉此提升自閉症患童察言觀色的能力，改善社交互動，在臨床試驗已取得佳績，未來可望商品化，他鼓勵臺灣學界可運用完整的健保資料與正在建立的腦庫資訊，比較東、西方人在大腦結構與功能的文化差異，將腦部結構與心智結合，再透過大數據分析，發展具有臺灣特色的腦科學研究，進而推廣到臨床應用。
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<h2>過動症與自閉症的診斷與治療</h2>
林口長庚醫院兒童心智科副教授級主治醫師倪信章提到，過動症的病理機轉與大腦裡神經傳導物質的表現有關，特別是多巴胺（dopamine）及正腎上腺素（norepinephrine）表現較低時，就會造成不專心、過動或衝動的症狀，目前以藥物治療及行為治療為主，臨床上會依照視個案狀況調整治療方式。關於兒童自閉症是否可以早期發現，倪信章醫師表示目前自閉症尚無法從孕期得知，但可以留意小孩出生的第一年其頭圍是否有快速增長的傾向；其次，近年來有研究透過眼球追蹤技術，發現自閉症孩童在6個月大時，眼球追蹤軌跡跟一般孩童不太一樣，值得留意相關研究的後續成果。
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在自閉症治療方面，目前雖然有藥物可以幫助自閉症個案，但這些藥物都無法改善自閉症核心症狀如社交困難或固執行為，僅能幫助改善情緒的控制。過去有研究團隊發展重複性經顱磁刺激術（repetitive transcranial magnetic stimulation, rTMS）來刺激患者背外側前額葉（dorsolateral prefrontal cortex, DLPFC），發現對改善自閉症的固執行為有一定的療效，但對社交困難則成效不彰。因此，倪信章醫師的研究團隊10年前開始嘗試用rTMS去刺激後顳上溝（posterior superior temporal sulcus, pSTS），探討這個介入方式在從兒童、青少年到成人自閉症的治療效益。
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根據倪信章醫師的最新發現，透過rTMS刺激患者的pSTS，每周2次且連續8周，有30％的個案可改善社交困難和固執行為，但因為自閉症個案之間狀況差異太大，所以並非每個患者都能見效。該研究進一步探討影響因素，發現若個案智力較高、社交功能較好、並且沒有合併過動症者，rTMS治療成效較佳，且效果可維持至少一個月。倪信章醫師表示：「2年前，世界專家的共識會議指出rTMS治療自閉症有3個有潛力的區域，即DLPFC、pSTS以及下額葉（inferior frontal gyrus），針對這3個區域，在科技部的支持下，我們團隊均持續進行相關研究，企圖找到自閉症最佳的治療區域與介入模式。」
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除了rTMS，還有2項生物性介入方式正在發展，一個是催產素（oxytocin），過去研究認為催產素對於親子互動，社交互動有重要影響。目前研究證據顯示，催產素有可能改善自閉症的社交互動行為，但對固執行為則效果有限。另一項則是腸道菌，目前有不少研究探討改變腸胃道的菌叢在治療自閉症的成效，但相關研究仍在發展的初步階段，還需要更多後續的研究了解背後的生理機轉以及治療效益。
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值得注意的是，過動症與自閉症約有30％的共病現象（comorbidity），是否在診斷上會更加困難？對此，倪信章醫師表示：「要判斷患者是兩者都有，或只有其一，目前仍是一大挑戰，建議要找兒童心智科醫師來判斷比較準確。目前在區分過動症或自閉症的大腦影像技術還在發展，但未來可能藉由人工智慧（AI）、物聯網等科技，再結合腦影像技術如腦波（Electroencephalogram, EEG）等多重整合的演算法，有望精準辨識過動症與自閉症。」
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<h2>疾病照護難度高 盼健保制度調整與社會理解</h2>
近年來社會變化快速，諸如經濟壓力、家庭壓力、親子衝突、3C產品等，使得過動症及自閉症臨床照護難度不斷提升，倪信章醫師特別指出，尤其成人自閉症的照護更是一大挑戰，自閉症成人從學校畢業後，不僅就業困難且因照護難度高，變得無處可去，他盼社會對病友有更多理解，提供更友善的就業環境，以及透過健保給付或照護薪資的提升，吸引更多專業人才投入，為患者創造更美好的未來。
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（客座總編輯 <a href="https://www.charmingscitech.nat.gov.tw/">| 長庚醫療財團法人生物醫學轉譯研究所／特聘講座教授 華瑜、國立中央大學生醫理工學院院長 / 認知神經科學研究所講座教授 阮啟弘</a>；研究顧問團隊 | 臺大醫學院副院長／臺大醫院神經部主治醫師 謝松蒼、中央研究院生物醫學科學研究所副所長 陳志成、國立臺灣大學心理系特聘教授兼系主任 周泰立、臺北醫學大學人文暨社會科學院副院長／臺北醫學大學心智意識與腦科學研究所所長 曾祥非；責任編輯 | 段芊卉、葉于甄）

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自閉症兒童早期徵兆，包含語言發育遲緩、喜歡自己玩耍、拒絕擁抱、睡眠問題等。