基于连接度组学的功能性胃肠病与情感脑网络关系研究

Functional dyspepsia (FD) is a common type of functional gastrointestinal disorder. Accompanied affective disorder is a commonly seen symptom, sparing negative impact on people's quality of life. Despite of its high prevalence, most of current available investigations are epidemiological survey, and the underlying maladaptive neural correlate is far from clear. To elucidate its maladaptive neural underpinnings, particularly the changes of emotional circuits and the role of visceral disease in the pathogenesis of neuropsychiatric diseases, we propose to explore the abnormal changes of the FD emotional neural network using methods of human connectome, genomics and immunology. This project stems from complex network analysis, investigating the abnormality in structural/functional changes of emotion network, and decomposing the influence of disease state, genotype, the brain-gut peptide hormones on emotional network connection patterns, so as to lay a scientific basis for in-depth understanding of the pathogenesis of mental illness, and improve the diagnostic methods and disease management.

功能性消化不良（FD）是一种极常见的功能性胃肠病，其伴随的情感障碍在普.通人群中具有很高的流行率，严重影响着人们的生活质量，但目前对该疾病下情感神经环路.异常的研究还几乎为空白，大多仅为流行病学调查。为了进一步明确疾病状态下情感神经网.络的可塑性变化，以及内脏疾病在神经精神疾病发病机制中的角色，本项目综合运用脑连接.组学、遗传学、免疫学等方法，以FD 患者为研究对象，从复杂网络分析出发，探索FD 下情感神经网络结构与功能连接模式的异常变化，分析疾病、特定基因、以及脑肠肽等激素对情感网络连接模式的影响，试图在系统水平上揭示慢性疾病下情感障碍形成的脑机制及其与遗传、内环境等因素之间的相互关系，从而为深入理解精神疾病的发病机制，提高精神伴内脏双重疾病的诊断和治疗奠定科学依据。

功能性消化不良（Functional dyspepsia, FD）是一种常见的功能性胃肠疾病，患者常伴发情感障碍。本项目以任务书为依据，主要研究了FD的中枢发病机理及其与情感障碍（主要包括焦虑和抑郁）交互作用的脑机制。本项目借助多模态神经影像技术手段获取FD患者大脑相关信息，运用大脑白质纤维束跟踪（TBSS）、灰质体积分析（VBM）、多变量模式分析（MVPA）和独立成分分析（ICA）等多种数据分析方法，从FD患者大脑微结构异常，全脑功能异常和局部脑网络异常三个层面进行探索，揭示了FD症状与情绪相互影响的中枢机制，并构建了FD患者异常大脑网络及情绪网路连接模式。主要研究成果包括：1）采用TBSS和VBM分析技术，观察情绪因素在FD患者大脑白质微结构和灰质形态改变中的影响。研究发现，FD患者白质结构异常主要集中在放射冠、内囊、后丘脑放射、胼胝体、外囊和上纵束。其中除放射冠外的所有纤维束异常改变均与患者的焦虑抑郁评分相关。灰质体积改变主要包括后脑岛和纹状体，后脑岛的结构异常与焦虑抑郁评分相关。2）基于静息态功能磁共振和正电子发射断层扫描神经影像数据，构建FD患者的全脑功能连接异常网络，评估全脑异常连接与焦虑、抑郁之间的关系。结果发现，FD异常脑功能主要集中在脑岛、前扣带、中扣带和中额等脑区，而且这些脑区与FD的症状和焦虑抑郁评分均相关，是两者相互作用的关键脑区。3）基于静息态功能磁共振神经影像数据，采用ICA等分析方法，探索FD患者局部脑网络的异常改变。结果发现，FD患者默认模式网络的内侧前额叶、额眶、上前扣带、丘脑、楔前叶和颞极均出现异常改变,且这些改变与FD患者症状量表密切相关。综合以上我们认为情感障碍不只是FD的伴随症状，它还可能通过高级中枢反作用于胃肠道，从而导致FD患者症状的进一步恶化。这种疾病相关脑区与情绪网络的交互效应可能是维持和加重FD症状的一个重要因素。