精神分裂症患者感知运动系统的功能磁共振研究

摘要

精神分裂症是一种高致残性的多维精神疾病。在精神分裂症患者大量的症状表现中，认知加工缺陷被认为是造成其社会功能损害的最重要的原因。目前对于精神分裂症患者的研究多采用自上而下的观点，即，着眼于患者的高级加工脑区，认为是个体已有的知识经验控制着信息加工过程，并据此确定信息加工对象的意义。相应的，患者的低级感知觉加工功能得到的关注较少。事实上，大量的相关文献，包括神经心理测量、稳态诱发电位和功能磁共振研究均发现，感知运动加工障碍也是精神分裂症的一个核心特征。据此，本研究以精神分裂症患者为研究对象，拟借助神经成像技术，从局部神经活动和全脑网络两个层面考察感觉运动系统在精神分裂症病理生理机制中的作用。本文工作如下： 1.基于空间维度考察精神分裂症患者大脑的局部功能连接特征。采用局部功能连接密度(functional connectivity density, FCD)的方法计算基于全脑体素的局部FCD图谱，考察精神分裂症患者感知运动系统和健康对照组是否在全脑自发局部空间一致性特征上存在差异。结果发现，相比健康对照组，精神分裂症患者在额叶区域有升高的局部FCD，在初级感知运动区域和视觉区域有降低的局部FCD。进一步的功能连接分析则发现，患者视觉区域和初级感知运动区域间的功能连接相比健康对照组有明显的下降。这些结果可能意味着精神分裂症患者中存在初级感知运动系统信息加工整合的受损，而这种受损可能与患者常见的自我障碍相关症状相关。 2.结合时间和空间维度，考察精神分裂症患者大脑的局部时空一致性特征。采用局部神经活动四维一致性分析计算基于全脑体素的功能连接图谱。考察精神分裂症患者感知运动系统和健康对照组是否在全脑自发局部时空一致性特征上存在差异。结果发现，精神分裂症患者的海马--小脑--皮层环路有局部一致性改变。同时，患者在这些脑区之间的因果功能连接也存在改变。这些结果意味着海马和感知运动区域在精神分裂症患者的运动失调中可能扮演重要作用。 3.前两个研究使用静息态功能磁共振数据，从数据驱动的角度发现精神分裂症患者的感知运动皮层存在功能异常。为了考察精神分裂症患者的感觉运动系统在精神分裂症患者执行认知任务时的作用，本研究对比了精神分裂症患者和健康对照组在三个任务执行过程中其感知运动系统的功能情况。结果发现，在执行任务时，精神分裂症患者的躯体感知觉皮层和视觉皮层之间的功能连接相比健康对照组有显著的降低。并且这种降低的功能连接与精神分裂症患者的疾病症状严重程度有显著的相关关系。这表明感知运动系统的异常在精神分裂症患者进行认知加工时仍然存在。 4.前面三项分析主要集中在较为初级的感知运动皮层。脑岛功能涉及对内外初级感知觉信息的过滤，本部分研究使用功能连接的方法考察精神分裂症患者脑岛的功能连接改变情况，并计算其与患者各类精神症状之间的关系。结果发现，精神分裂症患者的右侧背侧前脑岛和右侧后脑岛表现出与初级感觉运动皮层之间功能连接的改变。而这些改变的功能联系与患者改变的自我经验相关。该结果表明，脑岛，尤其是右侧后脑岛，在精神分裂症的病理生理机制中可能扮演重要角色。 5.前面四项研究考察了精神分裂症患者的感知运动系统的改变。为了考察相关功能改变是否是精神分裂症所独有的，我们对比了感知运动系统的功能连接在精神分裂症和抑郁症患者中的连接模式。结果发现，相比健康对照组，抑郁症和精神分裂症患者均表现出了一致的感知运动系统内部的功能失连接，且抑郁症和精神分裂症患者之间没有显著差异，但感知运动系统之间的功能失连接与精神分裂症患者的临床症状评分之间有显著的负相关关系。这意味着感知运动系统内部的失功能可能是精神疾病的一个共有的脑部功能异常，需要进一步细化研究。 总之，结合静息态和任务态功能磁共振数据，我们从数据驱动和假设驱动两个方面的研究发现，精神分裂症患者的感知运动系统内部及其与其它系统之间存在显著的功能连接异常。这些结果提示我们，精神疾病患者的感知运动系统功能存在损伤，而这些初级的信息加工功能的受损很可能是患者更高级的认知加工功能受损的基础。在未来针对精神类疾病病理机制的研究中，我们需要更多的关注以往研究中常常被忽视的这个领域——患者的感知运动加工功能，同时关注不同精神疾病的共性与特异性脑机制。

目录

声明

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2感觉运动信息过滤机制与精神分裂症

1.3听觉信息加工机制与精神分裂症

1.4视觉信息加工机制与精神分裂症

1.5运动功能与精神分裂症

1.6感觉运动信息整合与精神分裂症

1.7精神分裂症的磁共振研究

1.8本论文的主要工作

1.9本论文的内容安排

第二章 精神分裂症患者感知运动系统空间局部功能连接特征

2.1引言

2.2方法

2.3结果

2.4讨论

2.5本章小结

第三章 精神分裂症患者感知运动系统时空局部功能一致性研究

3.1引言

3.2方法

3.3结果

3.4讨论

3.5本章小结

第四章 精神分裂症患者感知运动加工功能的功能磁共振研究

4.1引言

4.2方法

4.3结果

4.4讨论

4.5本章小结

第五章 精神分裂症患者感知运动信息高级过滤机制的功能改变研究

5.1引言

5.2方法

5.3结果

5.4讨论

5.5本章小结

第六章 感知运动系统在精神分裂症患者中的特异性功能变异

6.1引言

6.2方法

6.3结果

6.4讨论

6.5本章小结

第七章 全文总结与展望

7.1全文工作总结

7.2后续工作展望

致谢

参考文献

攻读博士学位期间取得的成果