《JAMA》杂志上刊登的一项尸体研究显示，自闭症患儿大脑前额皮质背外侧与内侧的神经元数量，平均比年龄匹配对照者增多67%。加州大学圣迭戈自闭症中心的Eric Courchesne博士称，本项研究首次量化检测和证实了“自闭者患者幼年时大脑关键区域中存在病理性神经元增多”的理论。由于皮质神经元是在出生前产生的，因此病理性神经元增多提示增殖控制、细胞周期调节和细胞凋亡的分子遗传机制在早期出现了发育紊乱。
很早就已发现，自闭症患儿大脑中涉及高级社会、情绪、沟通和认知功能发育的多个区域存在过度生长(重量和体积过大)和神经元功能障碍。但由于难以收集年幼死亡自闭症患儿的大脑标本，所以之前并不了解这些异常的神经基础。Courchesne博士等人设法获得了7例自闭症患儿和6名对照者的大脑前额皮质背外侧和内侧的完整样本，受试者均为男性，死亡年龄为2~16岁。研究者指出，根据小块皮质组织的密度并不能准确估计细胞数量。研究者在每个参照区域选择8~12个截面采集100枚样本，采用立体测量学方法对神经元计数，采用视觉分层方法计算神经元总量。
对照者均无精神疾病、智力障碍或神经疾病。自闭症患儿存在不同程度的智力、社会功能、沟通能力和功能受损。所有受试者均为足月产，产前无明显异常情况。多数受试者死于意外创伤(溺水、上吊或触电)引起的急性全脑缺血缺氧，1例死于交通事故，1例死于横纹肌肉瘤，1例可能死于心搏骤停。
多数受试者的大脑在大体检查中未发现异常。自闭症患儿的大脑平均重量为1，484 g，比文献中报道的年龄匹配正常儿童的水平高出了17.6%，而对照者与文献中正常儿童的大脑平均重量仅相差0.2%。自闭症患儿大脑前额皮质背外侧的神经元增加79%，前额皮质内侧的神经元增加29%，二者合并相当于前额皮质神经元总数比对照者增加67%(19.4亿 vs. 11.6亿)。在校正年龄和死亡距今时间后，上述差异仍具有显著性。
研究者指出，既往对存活的自闭症患儿行MRI检查发现，前额皮质背外侧的变异比前额皮质内侧更强，而该研究显示前者的神经元过量程度比后者更甚，与MRI发现相吻合。而且，前额神经元数量增加在低倍镜和高倍镜下均不明显，因此神经病理学肉眼观察和非定量性的神经元密度检查均难以发现。自闭症患儿与对照者的大脑同一区域的神经元大小和神经胶质细胞计数则无差异。
与既往研究中的发现一致，本项研究中自闭症患儿大脑的平均重量大于对照者大脑，提示神经元数量的病理性增加可能是自闭症患者大脑过度生长的重要原因。然而，对照者大脑重量与神经元数量之间存在线性关系，但二者的关系在自闭症患儿中并不呈线性：神经元计数增加29.4%，而大脑重量增加17.6%。因此研究者强调，如果根据大脑重量按线性关系进行推测，会低估神经元的增多程度。研究者补充道：“除了这2个主要的前额亚区域之外，其他的大脑区域是否也存在神经元过量尚不明确。”