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跨尺度神經多樣性改變揭示情感癥狀相關精神障礙中情緒情景記憶的規范性功能偏離
《Biological Psychiatry Global Open Science》:Deviations from normative functioning underlying emotional episodic memory revealed cross-scale neurodiverse alterations linked to affective symptoms in distinct psychiatric disorders
【字體: 大 中 小 】 時間:2025年05月15日 來源:Biological Psychiatry Global Open Science 4.0
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本研究針對情感癥狀這一精神疾病共性特征,通過建立基于409名健康人群的功能磁共振成像(fMRI)規范性模型,評估了168名健康對照和160名患者(包括56例MDD、31例BD和73例SZ)在情緒情景記憶任務中的個體化功能偏離。研究發現三種精神障礙存在非重疊情感網絡的特異性功能障礙模式,并通過影像轉錄組分析揭示了少突膠質細胞介導網絡特異性損傷,以及MDD的小膠質細胞、BD的星形膠質細胞和SZ的興奮性神經元等細胞類型與情感癥狀的可重復關聯。該研究為理解精神障礙情感癥狀的神經病理模式提供了跨尺度證據,對個體化治療具有指導意義。
情感癥狀作為精神疾病的共同特征,其背后的神經生物學機制卻復雜難解。盡管功能性磁共振成像(fMRI)研究已發現情感癥狀與宏觀神經功能障礙相關,但不同研究間結果不一致,這既源于任務設計的差異,更源于傳統病例對照設計難以捕捉個體異質性。同時,微觀細胞水平異常與宏觀功能障礙、臨床癥狀間的關聯也尚不明確。北京大學第六醫院神經影像中心的研究團隊在《Biological Psychiatry Global Open Science》發表的研究,通過創新性方法揭示了情感癥狀的跨尺度神經機制。
研究采用兩項任務fMRI數據集和規范性建?蚣,關鍵技術包括:1)基于409名健康對照(HCtrain)建立情緒情景記憶任務的規范性參考模型;2)評估臨床數據集(含164名HCtest和160名患者)的個體化功能偏離;3)將偏差模式映射到宏觀情感網絡(ENs);4)結合艾倫人腦圖譜(AHBA)和單細胞測序數據進行影像轉錄組分析。
【宏觀尺度神經改變】研究發現三種精神障礙存在顯著不同的功能偏離模式:MDD患者在EN 3(情緒感知與生成網絡)表現為超常激活(Δ百分比=8.84%);BD患者在EN 2(情緒認知評估網絡)和EN 4(情緒反應性網絡)出現低常激活(Δ百分比分別為16.66%和19.71%);SZ患者則在EN 1(工作記憶網絡)顯示低常激活(Δ百分比=8.21%)。這些網絡特異性改變與各自障礙的核心癥狀相關。
【微觀細胞特征】轉錄組分析揭示:MDD的宏觀改變與小膠質細胞基因表達顯著相關;BD與星形膠質細胞相關;SZ則與興奮性神經元相關。值得注意的是,少突膠質細胞在三種障礙中均顯示顯著關聯,提示髓鞘化異?赡苁强缭\斷的共性機制。
【癥狀預測價值】個體化功能偏離對臨床癥狀具有顯著預測力:MDD患者的焦慮/軀體化癥狀(r=0.295)、BD的抑郁總分(r=0.415)以及SZ的焦慮/抑郁癥狀(r=0.319)均可被相應網絡改變所預測。虛擬損傷分析進一步確認EN 3對MDD、EN 4對BD、EN 1對SZ具有最大預測權重。
討論部分強調,該研究首次通過跨尺度方法系統揭示了情感癥狀的神經基礎。宏觀上,不同精神障礙的特異性情感網絡損傷模式為靶向干預提供了依據——如MDD患者可能需要調節情緒感知網絡的過度激活,而SZ患者則應改善工作記憶網絡功能。微觀上,發現的細胞類型特征不僅解釋了宏觀改變的生物學基礎,還可能成為未來藥物開發的靶點。特別是少突膠質細胞的跨診斷關聯,提示修復白質完整性可能是改善情感癥狀的共性策略。
研究也存在若干局限:臨床樣本量較小、癥狀評估工具不統一、多數BD患者處于緩解期等。未來需要在更大樣本中驗證發現,并開發跨診斷統一的情感癥狀評估框架。盡管如此,該研究通過整合宏觀影像與微觀組學數據,為理解精神障礙的神經生物學機制提供了新范式,對推動精準精神病學發展具有重要意義。
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