文章导读 | 精神疾病患者大脑半球间等位脑区功能连接的异常模式

2022年12月，电子科技大学生命科学与技术学院的姚树霞副研究员和 Keith M. Kendrick 教授合作在 Psychoradiology 期刊上发表了题为 “Reduced homotopic interhemispheric connectivity in psychiatric disorders: evidence for both transdiagnostic and disorder specific features” 的综述文章，系统回顾了不同精神疾病患者的大脑半球间等位脑区功能连接的异常模式及其与临床症状的关系，比较了不同精神疾病患者半球间不同脑区功能连接异常减弱的特性以及跨诊断共性，为特定精神疾病以及跨诊断精神疾病识别的生物标记提供了新的可能性。

文章信息

引用本文：Shuxia Yao, Keith M Kendrick (2022) Reduced homotopic interhemispheric connectivity in psychiatric disorders: evidence for both transdiagnostic and disorder specific features. Psychoradiology 2(4): 129–145, https://doi.org/10.1093/psyrad/kkac016

研究简介

自60年前的首例割裂脑研究以来，大脑两个半球的功能区分以及它们是如何进行信息交流的话题一直是神经科学领域的热议话题之一。以往研究多将重心放在单独一个半脑能够发挥何种功能以及能否产生意识，而两个半球间是如何通过二者的广泛连接交互以促进感知、运动和认知功能同样也受到了广泛关注。从精神疾病的角度来说，研究发现胼胝体手术或先天发育不全的个体往往具有更高的表现出孤独症或精神分裂样症状的可能性，这些研究发现同样支持了半球间信息交流的重要性的观点。

图1 不同精神疾病半球间等位功能连接异常的共有模式

过去几十年来，脑成像技术的进步使得我们对半球间通信的功能和特性及其与精神紊乱关系的认识不断加深，而其中一个重要方向就是半球间等位脑区的静息态功能连接研究，这些连接被证明是半球间最强的功能连接。本文通过系统回顾采用基于体素的镜像等位功能连接（voxel-mirrored homotopic connectivity, VMHC）分析方法的精神疾病研究，发现除了注意缺陷多动障碍（Attention deficit and hyperactivity disorder, ADHD）之外，在孤独症、焦虑症、抑郁症、成瘾以及精神分裂症等不同精神疾病中其脑网络的半球间等位功能连接存在相似且广泛的异常减弱，这些脑网络包括默认模式网络、注意网络、突显网络、感觉运动区、社会认知、视觉区以及奖赏脑网络，其中以默认模式网络最为突出（图1）。这些脑网络不仅能很好的映射到研究领域标准（Research Domain Criteria, RDoC）的五个领域中，而且这些脑区的半球间等位功能连接强度也常与相应疾病的临床症状严重程度或患病时间相关。可见，不同精神疾病间共同的半球间等位脑区的功能连接异常可能反映了一种跨诊断的广义精神病理学因子（transdiagnostic general psychopathology factors），也就是所谓的能够反映精神疾病易感性的 “p factor”。

图2 不同精神疾病的半球间等位功能连接的异常模式

不同精神疾病半球间等位功能连接也展现出了各自的特性。例如孤独症患者半球间等位功能连接异常的范围最广，包括背内侧前额皮层、下额叶、脑岛、上颞叶、中央前回、后扣带回以及楔前叶等大脑前部和后部脑区的半球间等位功能连接均出现了降低。虽然孤独症和 ADHD 均出现于儿童早期并有很高的并发率（60–70%），但与孤独症不同的是，ADHD 仅表现出了上额叶和前小脑等少数几个脑区的等位功能连接增强。与孤独症不同，在精神分裂患者中，半球间等位功能连接出现降低的脑区主要集中在大脑后部区域，包括枕叶皮层、楔前叶、梭状回、顶下小叶等，而大脑前部的脑区则较少，这也是它区别于其它精神疾病的一个重要特点。

结论

综上，作为半球间最强的功能连接类型，半球间等位脑区功能连接对于半球间的协调活动具有重要作用，通过系统综述精神疾病相关的半球间等位功能连接我们发现除了 ADHD 外，不同精神疾病表现出了共同的半球间等位脑区功能连接异常减弱模式，表明它们可能能够作为广义精神病理学的一种潜在大脑标记。同时，不同精神疾病也有其特性，可能也具有区分不同精神疾病的应用潜力。
 •  作者介绍

   本文第一作者姚树霞，系电子科技大学生命科学与技术学院副研究员，硕士生导师。主要研究方向：1. 人类社会行为与情绪加工的神经机制，主要包括公平觉知、利他等社会决策过程以及恐惧/焦虑、防御反应的神经机制；2. 无创脑功能干预手段如催产素、实时 fMRI 神经反馈对人类社会行为与情绪的调控作用和机制及其在精神疾病中的应用潜力。现已在 Neuropsychopharmacology、Neuroimage、Cortex、Autism Research、Pharmaceutics 等国际期刊发表 SCI 论文70余篇；担任包括 Neuropsychopharmacology、Transactions on Affective Computing 以及心理科学进展等30余个SCI/国内期刊的论文评审；主持国家自然科学基金、教育部人文社科项目、四川省自科等科研项目多项、担任中国认知科学学会社会认知科学分会理事以及自然科学基金、Medical Research Council (UKRI) 等多个基金的评审专家。

  本文通讯作者 Keith M. Kendrick，系电子科技大学生命科学与技术学院教授，博士生导师，全球前2%顶尖科学家，中国政府友谊奖获得者，国家领军人才，四川省金顶奖获得者，四川省学术和技术带头人。担任 Psychoradiology 期刊主编，在国际刊物发表高质量学术论文300余篇（包括来华后140余篇），论文引用次数总计逾2万次，H 指数高达80，60余篇单篇论文引用超过100次，最高单篇引用958次（谷歌学术），连续九年入选“Elsevier 中国高被引学者”榜单（2014年至今），开展网上公开课程30余节，参与出版书籍30余本，拥有专利两项，并有多项研究成果在英国广播公司电视节目和系列纪录片中发布。

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Psychoradiology（《精神影像学》期刊）由牛津大学出版社出版，是国际上第一本专注于精神影像学的英文学术期刊，已被 DOAJ 数据库收录。目前我们已经组建了国际化的编委团队，聘任国内外知名专家共 41 名。主编为四川大学华西医院龚启勇教授，电子科技大学Keith Maurice Kendrick教授，中国科学院院士、北京大学第六医院院长、山东第一医科大学校长陆林教授。编委成员具有多学科背景，其中包括中国科学院陈霖院士、苏国辉院士，英国皇家学会会士、英国医学科学院院士、英国医学科学院院士 Trevor Robbins 教授，英国社会科学学院院士 Tatia M C Lee 教授，以及美国医学与生物工程院会士 Bharat Biswal、 Gary Glover 教授等知名学者。

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