目的:精神分裂症（Schizophrenia,SZ）是精神医学科常见且严重的一种疾病,然而其发病机制尚不清楚。越来越多的研究表明,精神分裂症以大脑改变为主要特征,而影像学技术逐渐成为SZ大脑改变的主要研究手段之一。因此,采用适合的影像分析方法,对准确描绘疾病脑影像学表征至关重要。然而,大脑皮层复杂的折叠模式对传统基于体素的神经影像学分析计算带来了挑战。随着影像分析技术的发展,基于大脑皮层表面的算法的出现,使得这一现状得到显著改善。在结构影像学方面,基于皮层表面的形态学分析可以得到皮层厚度和皮层表面积两个指标,二者共同构成皮层体积。既往研究发现SZ患者存在多个脑区的皮层体积异常,但这种改变来自于厚度还是表面积尚不清楚。皮层厚度和表面积受独立的遗传因素影响,并且具有不同的发育轨迹,将二者的变化分别探讨可以为SZ患者神经结构变化提供更加敏感和有针对性的信息。然而,目前针对未用药SZ患者皮层厚度或表面积变化的研究很少,对于这一复杂疾病的研究结果并不一致。神经影像学研究的结果往往受到药物混杂因素的影响,所以针对未用药的SZ患者进行研究显得尤为重要,能够将混杂因素降为最小,有利于评估脑改变与疾病本身的关系。在功能影像学方面,二维局部一致性（Two-dimensional regional homogeneity,2d Re Ho）是一种在方法学上非常先进的静息态功能影像学指标,是基于皮层表面算法在三维局部一致性（Three-dimensional regional homogeneity,3d Re Ho）的基础上延伸出的一个新功能参数,反映皮层上某个顶点与周围6个相邻顶点时间序列同步性的指标,并被认为代表了人脑连接体中的短距离功能连接,是一个高度敏感、可重复和可靠的短距离功能连接指标。2d Re Ho具有其独特的优势,被认为反映了局部大脑皮层的结构形态,并且具有反映信息加工复杂性的神经生物学意义。另外,越来越多的证据表明2d Re Ho的改变与精神疾病的病理生理学有关。因此,研究SZ患者的2d Re Ho对探索SZ的生物学机制十分重要。然而目前尚无针对SZ患者2d Re Ho变化的分析。本研究拟应用基于皮层表面的分析技术,联合结构和功能磁共振成像,对未用药SZ患者的皮层脑影像进行直接研究,明确SZ患者大脑皮层影像学表征。方法:收集13-45岁的符合精神障碍诊断与统计手册第四版（Diagnostic and statistical manual of mental disorders-IV version,DSM-Ⅳ）诊断标准的未用药SZ患者67例,同时通过广告招募收集年龄、性别相匹配的健康对照（Healthy control,HC）170例,并对所有研究对象进行人口学资料采集、临床症状及认知功能评估和磁共振扫描。对所有受试者使用GE 3.0T磁共振机器进行高分辨结构磁共振成像及静息态功能成像扫描,收集到的图像数据应用CCS（Connectome computation system）平台进行结构和功能数据的预处理,计算出所有受试者的皮层厚度、皮层表面积和基于皮层表面的局部一致性（2d Re Ho）值。由于有的受试者功能数据质量不合格或者其他在实验过程中出现的特殊情况,最终完成功能磁共振数据收集的受试者共188人,其中未用药SZ患者52人,HC 136人。分别使用Free Surfer软件和Dpabisurf软件进行结构和功能数据的统计分析,通过两样本T检验的方法比较未用药SZ患者与HC之间皮层厚度、皮层表面积和2d Re Ho值的差异,以年龄和性别为协变量,寻找未用药SZ患者皮层结构和功能出现异常的脑区。然后应用SPSS软件进行一般人口学、临床变量及其与影像指标关联的统计分析。结果:1.人口学资料统计发现未用药SZ患者和HC之间年龄、性别无统计学差异（P>0.05）,所有临床量表评分均有显著差异,简明精神量表（Brief psychiatric rating scale,BPRS）、汉密尔顿抑郁量表(17-item Hamilton depression rating scale,HAMD-和威斯康星卡片分类测验（Wsiconsin card sorting test,WCST）的量表评分均有显著异常改变（P<0.05）。2.两样本T检验结果表明未用药SZ患者的皮层厚度值在左侧背内侧前额叶和右侧舌回均显著高于HC,皮层表面积值在右侧颞上回显著低于HC（P<0.01,蒙特卡洛模拟校正后）;未用药SZ患者的2d Re Ho值在初级视觉皮层及其联合皮层（双侧距状皮层、双侧楔叶、双侧舌回、双侧外侧枕叶皮层、双侧梭状回）,初级躯体感觉运动皮层及其联合皮层（双侧中央后回、双侧中央前回、双侧中央旁小叶、左侧缘上回）,初级听觉皮层及其联合皮层（左侧颞横回、左侧颞上回）,边缘系统（双侧后扣带回）显著低于HC（P<0.05,TFCE-FWE校正后）。3.探索性偏相关分析结果表明未用药SZ患者在右侧舌回及左侧背内侧前额叶的皮层厚度值与HAMD因子分核心抑郁症状呈正相关（右侧舌回:r=0.368,P=0.010;左侧背内侧前额叶:r=0.360,P=0.012）;未用药SZ患者在左侧背内侧前额叶的皮层厚度值与HAMD总分呈正相关（r=0.322,P=0.025）。未用药SZ患者在右侧颞上回皮层表面积值与右侧初级视觉皮层及其联合皮层的2d Re Ho值呈负相关（r=-0.406,P=0.005）;与右侧初级躯体感觉运动皮层及其联合皮层呈负相关（r=-0.276,P=0.034）;与左侧初级视觉皮层及其联合皮层的2d Re Ho值呈负相关（r=-0.355,P=0.014）。FDR校正后,未用药SZ患者在右侧颞上回皮层表面积值与右侧初级视觉皮层及其联合皮层的2d Re Ho值呈负相关(r=-0.406,Pcorrected=0.037)。结论:1.未用药SZ患者存在包括经典情感脑区和初级视觉皮层的局限性皮层厚度增加;以及初级听觉皮层的局限性皮层表面积异常减少,表明未用药SZ患者存在局限性的大脑皮层结构性改变。而这些异常可能参与SZ的病理生理学过程,是SZ的一种神经生物学改变。在未用药SZ患者脑皮层出现大脑结构性异常,进而影响相应脑区的功能活动,最终导致疾病的发生。实验结果不仅为进一步探索SZ的病理生理学机制提供了新的影像学数据,为临床诊断提供了SZ患者的影像学改变作为辅助参考,同时也为今后的SZ患者抑郁症状治疗寻找靶点提供了新的研究方向。2.未用药SZ患者的的2d Re Ho值在初级皮层及其联合皮层广泛减低,表明相关的脑皮层局部神经元活动同步性下降,短距离功能连接下降,功能分离下降而整合增加,信息加工复杂性升高。实验结果为今后进一步研究SZ的病理生理学机制提供了新的影像学证据,同时也为今后进一步探索SZ的发病机制提供了确切的影像学依据及理论支持。3.未用药SZ患者右侧初级听觉皮层和视觉、躯体感觉皮层的相关,提示未用药SZ患者存在异常解剖-功能关系。本研究使用的基于皮层表面的多模态成像方法为理解SZ病理生理学提供了新的途径。