基于功能磁共振的精神疾病风险人群脑核心网络研究

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精神疾病在发病前就已经存在一段特殊的时期,被称为精神病风险综合征(Psychosis Risk Syndrome,PRS)。现有的功能磁共振成像研究表明,大脑的功能异常连接对探索精神疾病的病理生理机制十分重要。特别是,三核心脑网络模型的提出,强调默认模式网络(Default Mode Network,DMN)、中央执行网络(Central Executive Network,CEN)、突显网络(Salience Network,SN)三个核心脑网络的异常连接是精神疾病的关键机制。因此,本研究采用功能磁共振成像技术,借助经典的三核心脑网络模型,探究精神疾病风险人群的大脑核心网络的功能连接模式。在本研究中,共招募了75名被试,包括高风险组33名、中风险组16名和低风险组26名,同时采集了静息状态功能磁共振成像数据和神经心理量表评估数据。首先,通过神经心理量表的差异研究表明,其对精神疾病风险人群的心理健康水平和精神疾病风险具有较好的识别能力。三组被试的焦虑和抑郁呈高度正相关,负性生活事件在焦虑和抑郁之间起到部分中介作用。然后,采用种子点方法,根据先验信息,确定右侧背外侧前额叶、后扣带皮层、右侧背侧前脑岛三个种子点分别代表CEN、DMN、SN三个核心网络,计算种子点跟全脑体素的静态、动态功能连接。结果发现:(1)中央执行网络,在右侧颞下回、左侧颞上回、左侧颞中回、左侧辅助运动区、左侧距状裂皮层、右侧额中回,中风险组的功能连接显著强于高、低风险组;对于右侧颞上回、右侧缘上回来说,高、中风险组的功能连接显著强于低风险组。(2)突显网络,在右侧颞极颞上回、左侧枕上回,中风险组的功能连接显著强于高、低风险组;在右侧舌回、左侧内侧和旁扣带脑回,高、中风险组的功能连接显著强于低风险组。(3)默认模式网络,在左侧枕中回,高、中风险组的功能连接显著强于低风险组。对于左侧和右侧脑岛,中风险组的功能连接显著强于高、低风险组。最后,采用独立成分分析,根据经验挑选了9个DMN成分、6个CEN成分、5个SN成分,一共20个独立成分。结果发现,DMN和SN之间的网络间功能连接异常增强,SN和SN内部的网络间功能连接也异常升高,表明默认模式网络和突显网络是表征精神疾病风险人群脑功能变化的关键网络。这些异常可能是精神病风险综合征的一个突出特征。还发现,中风险组SN中的双侧缘上回区域和前扣带皮层与症状自评量表总分、症状自评量表阳性因子数、焦虑自评量表标准分均呈高度正相关,说明双侧缘上回区域和前扣带皮层是SN的重要变化脑区。这一现象可能也反应了SN对外部刺激和内部信息的交互作用在精神疾病风险人群中出现一定障碍。综上所述,本研究通过功能磁共振成像,采用种子点方法和独立成分分析,既从假设驱动角度又从数据驱动角度,较为全面的考察了精神疾病风险人群的三个核心网络的功能连接模式,表明高、中、低三组风险人群之间存在显著差异,尤其是中风险组的功能连接存在普遍的异常增强,反应了三组的曲线变化趋势。本研究通过核心脑网络模型的研究和神经心理量表的评估,作为这种功能连接障碍的神经影像学数据和神经心理学特征,对精神疾病风险人群进行早期识别,找到预测精神疾病发作前的生物标志物;对精神疾病风险人群的进一步识别,也将有助于采取更积极有效的干预措施,从而减少向精神疾病的转化。
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