催产素及其受体基因在精神分裂症共情障碍的神经机制研究

Empathy has important implications for social survival. The research of empathy is one kind of hot topics of brain science. Some researches have indicated that the anterior cingulate (ACC), anterior insular cortex (AIC) and inferior frontal gyrus (IFG) are the key areas in neural mechanisms of empathy, and that empathy was associated with oxytocin receptor gene, as well as treatment of oxytocin. Schizophrenia is a complicated heterogeneous disorder and a heavy burden to society and family. The common clinical features of schizophrenia are empathy impairment. But the neural mechanism of empathy impairment is still unclear. We hypothesized that the abnormal brain activation and functional connectivity of the ACC, AIC and IFG are important neural mechanisms of empathy impairment in schizophrenia. Firstly, based on combined behavioral and fMRI methods, we investigate the neural mechanism of empathy in schizophrenia by comparing brain activation and functional connectivity between schizophrenia and normal controls. Secondly, We explore the change of behavior and imaging to distinct oxytocin effects on different variants of the oxytocin receptor gene in schizophrenia. The study would fully disclose the neurobiological mechanism of empathy deficit and provide evidences for clinical diagnosis and treatment in schizophrenia.

共情具有显著社会意义，共情神经活动研究是脑科学的热点。有关共情的研究结果提示，前扣带回(ACC)、前脑岛(AIC)和额下回(IFG)等是共情神经活动的关键脑区，催产素受体基因不同亚型与共情神经活动相关，催产素能改善共情能力。精神分裂症是复杂的异质性精神障碍，给社会和家庭带来了沉重的负担，共情能力受损是其常见的临床表现，精神分裂症的共情障碍的神经机制尚不清楚。本研究提出：ACC、AIC和IFG脑区激活及其功能连接异常可能是精神分裂症共情障碍的重要机制。我们基于行为学与 fMRI 相结合的研究方法，观察精神分裂症患者与健康对照的共情能力，比较上述脑区激活及脑区功能连接的差异，探讨精神分裂症共情障碍的神经机制；结合催产素干预催产素受体基因不同亚型的精神分裂症患者的行为学及脑影像学改变，探讨其不同基因亚型的共情神经活动对催产素敏感性。为进一步研究精神分裂症共情障碍的神经生物学机制及治疗提供依据。

共情具有显著社会意义，共情神经活动研究是脑科学的热点。精神分裂症患者存在不同程度共情能力损害。本课题基于基因-神经影像电生理-行为不同层次的模式，为探索精神分裂症共情能力障碍以及其他社会功能障碍的神经环路奠定基础。首先建立精神分裂症基因-神经影像-行为学数据库，目前已采集200例认知行为学测查、遗传学数据、静息态功能和结构fMRI数据和120例静息态EEG数据采集；建立共情障碍研究工具，包括疼痛共情，多维度共情能力测评，成功应用于多种精神疾病临床研究；基于静息态fMRI方法，阐述精神分裂症凸显网络与执行控制网络的功能连接异常源于连接两者的白质结构完整性破坏；基于认知行为学研究发现精神分裂症及特质人群存在不同程度的记忆功能、社会认知功能（决策功能，共情能力）及执行功能受损；以无创性物理刺激如经颅磁刺激（TMS）、经颅电刺激（tDCS）等神经调控技术手段显著改善精神分裂症患者临床症状以及精神分裂症特质人群共情能力等多种认知能力，并结合神经影像和电生理技术详细阐述可能的神经机制；此外，结合眼动和ERP等技术方法，发现神经调控技术改善精神分裂症特质和自闭特质个体的社会认知（情绪面孔加工和共情能力），揭示了其神经机制及遗传学基础。本课题组在技术方法开展部分工作，包括功能磁共振分析方法优化，提出脑白质BOLD信号生理学意义；开展神经调控技术方法创新，优化TMS干预序列，寻找个体化TMS精准干预靶点技术，开展神经调控在脑认知功能和脑疾病中应用推广。此外，课题组成员开展心身疾病研究，研究化疗药物对脑认知功能障碍及其神经机制，提出“化疗脑”临床特征，结合物理刺激干预技术，提出“化疗脑”干预模式并开展系列性研究。本项目关注精神分裂症患者共情能力的损伤情况，以及无创性物理刺激对其共情的作用及神经机制，对理解共情障碍的精神分裂症神经生物学机制具有重要理论意义，也为精神分裂症共情障碍临床治疗提供依据。