双相情感障碍额顶-边缘网络的异常脑网络拓扑研究

大量的双相情感障碍研究涉及很多脑区之间失偶联，其中包括额下回(IFG)、内侧前额叶皮层(mPFC)、前脑岛和背外侧前额叶皮层(dlPFC)等。这些脑区对于情绪加工和执行功能的整合至关重要。越来越多的证据表明，参与自上而下控制的结构(如腹外侧前额叶皮层(vlPFC))是活动是下降的，而自下而上的情绪突显性至关重要的结构(如纹状体、丘脑、杏仁核)是过度活跃的。这些系统之间的不平衡可能反映在大脑网络连接的紊乱上，可能导致躁狂和抑郁。

为了进一步研究双相情感障碍发生的病理机制，有必要确定患者功能网络的改变是由当前的状态引起的，还是由跨状态的脑网络变化引起的。

在本研究中，双相情感障碍研究课题组根据双相障碍不同状态的功能连接形成矩阵，分析了患者脑网络的拓扑性质，以期望获得双相躁狂（Bipolar Disorder Mania, BPM）和双相抑郁（Bipolar Disorder Depression, BPD）在脑网络特征水平的共性和特异性。

我中心双相情感障碍研究课题组研究发现，在全局层面，双相障碍患者的全局效率(GE)和同步化提高，路径长度(L)缩短（图1）；在节点层面，研究发现双相情感障碍在节点度（DEG）在七个区域有显著的组效应(图2)，分别位于双侧额下回、右侧海马旁回、右侧尾状核、左侧丘脑、双侧颞上回。研究还发现双相情感障碍的介数（BC）在五个脑区有显著的差异，分别位于左侧眶额上回、左侧额下回、左侧梭状回、右侧尾状核和右侧壳核。（图3）；(3)在模块层面,BP患者在模块III (额顶系统)和模块V(边缘系统)之间之间 FCs(边的数量)明显增加（图4）

图1. BPD组、BPM组和HC组的全局参数(全局效率(GE)、路径长度(LP)和同步化（synchronization）、协调性（assortativity）)的比较

图2. 三组节点参数度（DEG）比较

误差线表示标准误差** < .01，* < .05

图3. 三组节点参数介数（BC）比较

误差线表示标准误差** < .01，* < .05

图4.三组之间模块III(额顶叶系统)与模块V(边缘/边缘边缘系统)的边缘比较

研究揭示了BPD和BPM的全脑拓扑结构和额顶叶-边缘回路的异常，这些缺陷可能反映了双相情感障碍的病理过程。此外，双相情感障碍患者特定区域节点异常可能提供跨不同情绪状态转换的生物标记物，有助于状态识别和适时的干预治疗。

相关研究成果近期发表在 《European Archives of Psychiatry and Clinical Neuroscience》  （IF：3.288），我中心博士研究生张丽为本文的第一作者，我中心主任汪凯教授为本文通讯作者。本课题组国家自然科学基金(91432301, 81671354, 91732303)给予该研究资金支持。

原文链接： 

https://doi.org/10.1007/s00406-020-01219-7