Otizm
İşleyişi > Patofizyoloji

Otizmin beyin işlevsel sistemlerinin çoğunu ya da tümünü etkileyen gelişimsel faktörlerden kaynaklandığı, ve beyin gelişimini bozduğu anlaşılmaktadır.Nöroanatomik araştırmalar ve teratojenler ile olan bağlantılar, gebe kalındıktan kısa süre sonra beyin gelişimini değiştirmesinin otizmin işleyişinde önemli rol oynadığını göstermektedir. Bu yerel anomali beyinde, çevresel faktörlerin de önemli derecede etkilediği bir dizi patolojik olguya yol açar. Her ne kadar insan beyninin ana yapısı ile ilgili olsa da, hemen hemen tüm postmortem araştırmalar aynı zamanda zekâ geriliği olan bireylerde yapıldığından sonuç çıkarmak çok zordur. Beyin ağırlığı, hacmi ve kafa çevresi otizli çocuklarda genelde daha büyüktür. Patolojik erken aşırı büyümenin hücresel ve moleküler temelleri gibi aşırı büyümüş sinir sistemlerinin, otizmin karakteristik belirtilerinin sebebi olup olmadığı bilinmemektedir. Güncel varsayımlar şöyledir:
Önemli beyin bölgelerinde yerel aşırı bağlantıya neden olan nöron fazlalığı.
Gebeliğin başlarında bozulmuş nöron göçü
Dengesiz uyarıcı-kısıtlayıcı ağlar.
Sinaps ve dendritik dalların anormal oluşumu.
Bağışıklık sistemi ve sinir sistemi arasındaki etkileşimler embriyonik gelişimin başlarında başlar ve başarılı bir sinir sistemi gelişimi dengeli bir bağışıklık sistemi tepkisine bağlıdır. Otist çocuklarda kötü ayarlanmış bağışıklık tepkileri ile uyumlu çeşitli belirtiler olduğu, araştırmalarda belirtilmiştir. Sinir sisteminin gelişiminin kritik dönemlerinde anormal bağışıklık sistemi aktivitesinin OSB'nin bazı türlerinin işleyişinin bir parçası olabilmesi mümkündür. OSB'den başka hastalıklarda görülen otoantikorlar patoloji ile bağlantılı değildir ve OSB'de her zaman bulunmazlar. Dolayısıyla bağışıklık sistemi bozuklukları ile otizm arasındaki ilişki net değildir ve tartışma konusudur.
Otizmde, özellikle kanda yüksek serotonin düzeyleri gibi çeşitli nörotransmitter anomalileri tespit edilmiştir. Bunların yapısal ya da davranışsal anormaliklere neden olup olmadığı belli değildir. Ayrıca doğuştan metabolizma bozukluklarının bazıları otizm ile ilşkilidir ancak muhtemelen vakaların %5'inden azında rastlanır.
Otizmin ayna nöron sistemi (ANS) teorisi, ANS'nin gelişimindeki bozuklukların taklide engel olduğunu ve otizmin ana özellikleri olan sosyal bozukluklara ve iletişim zorluklarına yol açtığını ileri sürer. ANS, bir hayvan bir eylemde bulunduğunda ya da kendi türünden bir hayvan aynı eylemi yaptığında işleyen bir sistemdir. ANS, başkalarının eylemlerinin, niyetlerinin ve duygularının somut simülasyonu yoluyla davranışlarını modellemeye olanak sağlayarak, bireyin başkalarını anlamasına yardımcı olabilir. Bu varsayımı test eden birkaç çalışma, OSB'si olan bireylerin ANS bölgelerinde yapısal anormallikler olduğunu göstermiştir. Asperger sendromu olanlarda taklidin oluştuğu çekirdek devrede gecikme gibi bu anormalliklerin varlığıyla birlikte, OSB'li çocuklarda azalmış ANS aktivitesiyle belirtilerin şiddeti arasında bir bağıntı (korelasyon) olduğu gösterilmiştir. Ancak, otistiklerin, ANS dışında bulunan birçok bölgelerinde de anormal beyin aktiviteleri bulunur  ve ANS teorisi otizm tanılı çocukların bir hedef ya da amaç içeren taklit görevlerindeki normal performanslarını açıklamaz.
Otizmli erişkinler üzerinde 2008 yılında yapılan bir araştırma, sosyal ve duygusal yönlendirme ile ilgili geniş beyin ağı olan ön dikkat sisteminde işlevsel düzenin değiştiğini ama dikkati toplama ve hedefe yönelik düşünme ile ilgili arka dikkat sisteminin bozulmamış olduğunu göstermiştir. 2008 yılına ait bir beyin görüntüleme araştırması, singulat girusta OSB'li bireylere özgü bir dizi sinyal bulunduğunu ortaya çıkardı.
Otizmin düşük bağlantı teorisi, otizmde üst düzey nöral bağlantıların ve senkronizasyonunun düşük işlevselliğinin bulunduğunu ve bunların yanı sıra alt düzey süreçlerin de fazlalığını varsayar. Bu teoriyi destekleyen kanıtlar otistik bireyler üzerinde yapılan işlevsel sinir sistemi görüntüleme araştırmaları ile bulunmuştur. Bir beyin dalgası araştırması da OSB'li erişkinlerin korteksinde yerel aşırı bağlantı olduğunu ve frontal lob ile korteksin diğer bölgeleri arasında zayıf işlevsel bağlantılar olduğunu göstermiştir. Diğer kanıtlar, düşük bağlantıların korteksin her iki hemisferinde olduğunu ve otizmin assosiasyon korteksinin bir bozukluğu olduğunu gösterir.