Psychol Med ：首发精神分裂症患者黑质相关共激活模式的动态异常
2024-03-26 xiongjy MedSci原创 发表于上海
涉及SN的多巴胺能通路中的神经调节功能障碍可能介导精神分裂症中异常的时变功能重组。这一发现从大脑动力学的角度丰富了精神分裂症的多巴胺假说。
精神分裂症是一种严重且通常是慢性的精神障碍，其特征是阳性症状、阴性症状和认知缺陷，影响全球约 1% 的人口并导致巨大的经济负担。
尽管多巴胺能紊乱在精神分裂症中是众所周知的，但对多巴胺相关大脑动力学的理解仍然有限。本研究调查了与黑质 （SN） 相关的动态共激活模式 （CAP），这是一种关键的多巴胺能核，在初治精神分裂症 （FES） 初治患者中。
本研究于2014年10月至2018年6月从四川大学华西医院精神卫生中心共招募了86名FES和97名年龄和性别匹配的HC。为了减少头部运动的影响，作者用 >0.5 毫米的帧位移 （FD） 擦洗框架，平均 FD 超过 0.5 毫米或擦洗框架超过 30 个的受试者被排除在外。经过质量控制，还剩下 84 个 FES 和 94 个 HC。
从 84 名 FES 和 94 名健康对照 （HC） 中收集静息态 fMRI 数据。在聚类分析之前，分别提取SN活动强度在前20%（约46个时间点）和后20%的时间点。选择强度阈值（20%）是为了确保作者能够捕捉到大脑的动态变异性。
图 1.这项 SN 相关 CAP 研究的整体分析流程。
为了测试所有SN相关CAP及其连接组图谱之间的空间相似性，作者采用了Spearman的相关性检验。这种方法使作者能够定量评估这些CAP的空间组织的相似程度。为了检查空间特征的群体差异，作者为每个群体生成了 CAP 和相应的连接组图，并创建了个体水平的 CAP。最初，作者使用 Spearman 相关性评估了两组的组级 CAP 和连接组图之间的空间相似性。随后，作者进行了双样本 t 检验，比较了两组之间的个体水平 CAP。作者对 p 值应用了错误发现率 （FDR） 校正，认为 FDR 校正后的 p < 0.05 具有统计学意义。
使用以边缘为中心的方法推导了每个CAP的连接组特征。计算并比较两组各CAP的发生率和拮抗性CAP的平衡比，探讨时间动态指标与症状负担的相关性。
表 1.人口统计学、临床和神经认知特征
从结果看，CAPs的功能重构在SN的激活和失活状态之间表现出显著差异。
与 HC 相比，在 SN 激活期间，FES 更频繁地招募以激活默认网络、语言网络、控制网络和尾状核为特征的 CAP（F = 8.54，FDR-p = 0.030）。
图2.SN相关CAP的空间特征。根据空间相似性检验，SN相关CAP可分为6对：CAPs A1—A4、A2—A3、A5—A6、D1—D2、D3—D5和D4—D6，每对包含相反的活性模式，但连接组谱相似。
此外，FES 显示出向 CAP 倾斜的平衡，其特征是与控制网络、尾状核和丘脑的 SN 共激活，而不是其拮抗 CAP（F = 7.48，FDR-p = 0.030）。
图3.时间特征的组间比较。
在 SN 失活期间，FES 表现出 CAP 的募集增加，视觉和背侧注意网络激活，但其相反 CAP 的募集减少 （F = 6.58，FDR-p = 0.034）。
图4.FES 中时间动态改变的临床关联。
总之，作者的研究结果表明，涉及SN的多巴胺能通路中的神经调节功能障碍可能介导精神分裂症中异常的时变功能重组。这一发现从大脑动力学的角度丰富了精神分裂症的多巴胺假说。
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