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美国费城儿童医院的Ashtari等人采用一种新的影像学技术对孤独症儿童大脑的研究发现，掌管学习的大脑区域灰质增多，负责社交的大脑区域灰质减少。这一研究结果在2007年北美放射学会年会上公布。
研究显示，孤独症儿童含有镜像神经元系统的顶叶灰质增多。镜像神经元是在下列两种情况时脑内处于活跃状态的细胞：当个体进行某项活动、经历某种情感或感受时，以及当个体看到其他个体在经历同样的活动、情感或感受时。研究还发现，对照组儿童大脑左顶区的灰质数量与高IQ有关，但在孤独症儿童，灰质数量增多与IQ无关，因为其灰质功能不正常。研究还发现，孤独症儿童右侧杏仁核灰质的减少与社会交往能力障碍的严重程度有关。这个区域灰质数量减少的儿童，其社会交往测试评分较低。
研究发现，孤独症儿童的社交能力障碍可能是镜像神经元系统功能异常所致。
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