孤独症谱系障碍(Autism spectrum disorder,ASD)是由多类不同原因引发的神经发育性障碍,其核心症状表现为不同程度的社会交往障碍、语言交流障碍以及重复刻板的兴趣行为。神经影像学研究表明孤独症患者的异常行为与脑网络的改变有关,之前的研究报道了患者大脑全局或局部的脑功能和结构网络的异常,但大脑形态学网络的异常情况尚不清楚。本文基于结构磁共振影像对孤独症谱系障碍儿童两种不同的形态学网络进行探索。第一个研究选取大脑皮层下的14个核团作为切入点,分割提取这些核团的体积值,基于结构协变方法构建了孤独症儿童组和正常发育儿童组的皮层下核团结构协变网络。结果显示:ASD儿童皮层下核团结构协变网络出现异常,主要表现为大脑左右两侧半球脑区之间的结构协变连接降低,而大脑同侧脑区之间的结构协变连接升高;脑区间异常的结构协变连接可以预测ASD儿童的社交交流障碍以及重复刻板行为的严重程度。该研究揭示了皮层下脑区间异常的发育协调或同步成熟,进一步证实了这些脑区在孤独症的社会认知和行为中起着至关重要的作用。第二个研究为了克服结构协变网络的局限性,即只能基于一组被试的各个脑区构建网络,无法刻画被试个体的脑连接网络,我们运用KL散度相似性(KullbackLeibler divergence-based similarity,KLS)的方法在全脑范围内构建个体水平的形态学网络,并使用图论理论分析其拓扑属性。结果显示:ASD儿童形态学脑网络存在一个异常的子网络,且网络中的连接都是降低的;两组儿童的形态学脑网络都具有小世界特性,而ASD儿童脑网络的全局拓扑属性(最短路径长度和局部效率)出现显著降低,且局部拓扑属性(节点效能、节点聚类系数以及节点介数中心性)也出现了显著异常。本研究是对之前ASD患者功能连接和结构连接脑网络发育异常研究的延展,形态学脑网络结构和全局/局部拓扑属性的异常可以作为孤独症谱系障碍患者早期发育障碍的生物学标记物。综上,在探测ASD儿童形态学脑网络异常的发育轨迹中,本文首先从皮层下脑区作为切入点研究结构协变网络,然后在全脑水平上构建形态学脑网络。两个研究共同揭示了ASD儿童形态学脑网络异常模式,这种异常模式有助于深入理解孤独症谱系障碍的病因及其神经病理生理学机制,为临床上的诊断和治疗提供依据。