Cereb Cortex︱罗跃嘉/徐鹏飞团队揭示情感淡漠个体杏仁核与皮层网络功能耦合和有效连接异常
撰文︱曾宁宁
责编︱王思珍
编辑︱杨彬伟
情感淡漠（apathy）是一种以动机缺乏为核心的临床综合征，主要表现为认知功能的减退，情感反应的降低以及目标指向性行为的减少[1,2]。它不仅是精神分裂、阿兹海默等临床疾病中最常见的症状之一，也经常发生在健康群体中[3,4]，并且明显影响其生活质量[5]。虽然有研究表明情感淡漠在临床疾病上与额叶-基底神经节环路的结构或功能损伤有关[6,7]，但在健康人群中相关的脑机制还知之甚少。
近日，北京师范大学心理学院罗跃嘉课题组在Cerebral Cortex杂志在线发表了题为“Role of the amygdala in disrupted integration and effective connectivity of cortico-subcortical networks in apathy”的研究论文，阐述了在亚临床群体中高情感淡漠特质个体在静息态脑网络中杏仁核与皮层网络的异常有效连接和功能整合机制。深圳大学与荷兰格罗宁根大学联合培养博士生曾宁宁为本文的第一作者，北京师范大学罗跃嘉教授和徐鹏飞教授为本文的共同通讯。荷兰格罗宁根大学André Aleman教授，深圳大学廖冲和方辉华为本研究的合作者。在此项研究中，作者发现，与低淡漠个体相比，高淡漠个体皮层下网络的平均参与系数（average participation coefficient）显著更低，并且主要表现在杏仁核节点上。进一步的有效连接分析发现高淡漠个体从海马到杏仁核以及从杏仁核到内侧额叶的有效连接显著更弱。这些发现揭示了亚临床群体中情感淡漠的神经基础。（拓展阅读：罗跃嘉/徐鹏飞团队最新研究成果，详见“逻辑神经科学”报道（点击阅读）：NeuroImage︱罗跃嘉课题组揭示社会信息调节风险决策的前额控制系统；Cereb Cortex︱罗跃嘉团队揭示焦虑个体不确定预期条件下的认知控制机制）
以往研究采用静息态功能连接的方式揭示了临床上淡漠症的基本神经机制：额叶-基地神经节环路（frontal-basal ganglia circuit）功能异常[6,7]。而人脑是一个大尺度的复杂网络，日常活动不仅受局部大脑区域的活动影响，也会受到不同脑网络之间的通信影响。图论方法可以通过计算不同节点，不同连边以及网络整体属性来表征大脑复杂网络[8]。该研究应用图论（graph theory）和动态因果模型（dynamic causal modeling）探索了在健康群体中淡漠个体的大脑网络特性（图1）。
图1 脑网络构建和分析流程
（图源：Zeng NN, et al., Cereb Cortex, 2022）
研究者招募了204名健康大学生被试，并根据淡漠评估量表（Apathy evaluation scale, AES）得分将前25%的被试划分为高淡漠组，后25%的被试划分为低淡漠组。随后完成静息态磁共振的扫描，并进行脑网络的构建和分析。研究者首先应用Harvard-Oxford atlas 将大脑分为皮层上(cortical network)和皮层下(subcortical network)2个脑网络，112个兴趣区（region of interest），并计算其ROI-to-ROI 功能连接矩阵（functional connectivity，FC）。然后计算图论指标：参与系数（participation coefficient，PC）。该指标测量的是每个节点在网络内和网络间的连接比率。节点的PC值越小，表示该节点与所属网络内的其它节点连接更紧密；反之，如果该节点PC值越高，则表示它与网络内的其它节点联系越少，与其它网络间的联系越紧密。PC可以反映脑网络的信息交互和整合程度。研究者分别计算了皮层上和皮层下网络的平均参与系数，结果发现，高淡漠组皮层下网络的平均参与系数显著低于低淡漠组（图2）。进一步比较皮层下网络各个节点的参与系数发现，高淡漠组的右侧杏仁核参与系数显著更低。研究者同时还计算了每个网络内的连边数量和网络间的连边数量。结果发现，高淡漠组皮层下网络内的连边数量显著更少。这些结果表明高淡漠组皮层-皮层下网络间的信息交互显著更低。
图2 图论结果
（图源：Zeng NN, et al., Cereb Cortex, 2022）
进一步地，研究者将右侧杏仁核作为ROI进行FC分析发现，右侧杏仁核与右侧海马，右侧海马旁回，右侧赫氏回以及左侧内侧额叶的功能连接在高淡漠组显著更低（图3）。采用DCM进一步分析了杏仁核与这些节点之间的有效连接关系。结果发现，相较于低淡漠组，高淡漠组从海马到杏仁核的兴奋性连接显著提高，而从海马旁回到杏仁核的抑制性显著增强，从杏仁核到海马，杏仁核到内侧前额叶的抑制性也显著增强（图4）。
图3 功能连接结果
（图源：Zeng NN, et al., Cereb Cortex, 2022）
图4 动态因果模型结果
（图源：Zeng NN, et al., Cereb Cortex, 2022）
综上所述，该研究从皮层-皮层下脑网络角度，采用图论和动态因果模型方法对不同淡漠程度的个体的静息态功能连接特性进行了探索。揭示了亚临床群体中淡漠与脑网络功能的关系。该研究结果支持了以往对淡漠的神经机制研究的发现，皮层-皮层下网络的信息交互和功能整合异常可能是淡漠发展的潜在风险因子，其中杏仁核扮演了关键角色。需要注意的是，该研究聚焦于亚临床群体中淡漠的脑网络特性，后续研究可进一步将健康群体和临床群体进行结合比较，深入探讨从正常到更严重的淡漠程度发展的神经机制。
原文链接：https://doi.org/10.1093/cercor/bhac267
第一作者曾宁宁（左），通讯作者罗跃嘉（右）
（照片提供自：罗跃嘉研究团队）
通讯作者课题组简介（上下滑动阅读）
罗跃嘉，北京师范大学心理学部教授，博导，国家杰出青年科学基金获奖者，中国科学院百人计划入选者，以核心作者在Neuroscience & Biobehavioral Reviews、Journal of Neuroscience、Neuroimage等期刊发表论文上百篇，总被引100035次，个人H因子53，i-10因子208（谷歌学术统计）。
本研究受国家自然科学基金项目(31920103009，31871137，国家社科基金重大项目(20&ZD153)，中国科协青年精英科学家资助计划(YESS20180158)，深圳-香港脑科学研究所-深圳市基础研究机构(2019SHIBS0003)，深圳市科技研究资助计划(JCYJ20180507183500566)。
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参考文献（上下滑动阅读）
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本文完