JAMA Psychiatry:fMRI揭示精神分裂症患者认知功能损伤模式

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精神分裂症（schizophrenia, SZ）发病后认知功能恶化的程度知之甚少，Niendam等人近期在JAMA  Psychiatry上通过一项自然的，纵向的功能性磁共振成像研究揭示精神分裂症早期患者在认知控制中表现出稳定的行为和功能缺陷模式。

被试：87名最近发病的青年精神分裂症患者作为实验组（年龄:19.6[3.0]），97名健康青年作为健康控制组（年龄:18.8[3.4]）

设计：被试在最初以及随后的6个月，12个月和24个月期间完成临床评估、认知控制测量以及AX持续任务（AX-CPT），在完成AX-CPT时进行大脑fMRI 扫描 。

数据分析：对磁共振成像数据进行全脑分析，体素分析和先验左侧背外侧前额叶皮质（DLPFC）兴趣区ROI分析。通过对行为表现和认知控制相关的大脑活动进行分析来研究发育轨迹的群体差异。

实验结果：

在所有年龄阶段，精神分裂症组表现出认知控制能力的受损，健康对照（HC）与精神分裂症（SZ）患者在高认知控制条件下组间全脑激活对比如上图A所示（正常组高于患病组）。对DLPFC的ROI分析结果如上图BC所示，对于患有SZ的患者，DLPFC的双侧激活减少，随年龄变化的轨迹与健康组平行，并且SZ的表现与抗精神疾病药物、临床症状以及大脑整体功能都存在关联。图B中橙色点代表健康组，灰色点代表精神分裂症组，在高认知条件下，可以看到DLPFC激活的显著差异，其中点之间的连线代表对于个体的纵向实验结果。图C中，橙色点代表健康组，蓝色点代表药物治疗的SZ组，黑色点代表没有用药的SZ组。

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（2）基于大脑分区模板的皮层及皮层下结构的全脑分割，分区数量≥130个脑区；实现特定皮层脑区或核团的脑组织（灰/白质）体积计算；

（3）基于体素或者脑区水平的大脑皮层厚度分析；

（4）基于体素的结构形态学VBM分析。

二．DTI白质纤维分析：

（1）数据预处理；全脑体素水平扩散指标MK、AK、DK(FA, MD, AD，RD)的计算；个体空间的白质扩散指标的空间标准化；

（2）基于白质分区模板的48种白质纤维束的扩散指标的提取，包含胼胝体，扣带，上纵束，下纵束，钩束，弓状束，皮质脊髓束，下额枕束等；

（3）基于全脑白质骨架的空间统计分析（TBSS）；

（4）个体水平的脑白质结构网络构建和基于图论的拓扑定量分析。

三．Rs-fMRI的脑功能分析：

（1）数据预处理，局部脑区和基于体素的ReHO和ALFF分析。

（2）基于种子点的脑功能连接分析；

（3）全脑功能网络独立成分分析(ICA)；

（4）个体水平的脑功能网络构建和基于图论的拓扑定量分析。

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参考文献：

Niendam, T. A., Ray, K. L., Iosif, A.-M., Lesh, T. A., Ashby, S. R., Patel, P. K., … Carter, C. S. (2018). Association of Age at Onset and Longitudinal Course of Prefrontal Function in Youth With Schizophrenia. JAMA Psychiatry. doi:10.1001/jamapsychiatry.2018.2538