双相障碍I型患者执行功能损伤机制的多模态神经影像研究

Bipolar disorder (BD) is a severe mental disorder, which is characterized by vacillations in mood from the highs of mania to the lows of depression with relatively normal mood in between. Executive function impairment is an important clinical manifestation of cognitive function changes in BD, leading to poor social rehabilitation and prognosis of patients. However, the pathophysiology mechanism of the executive function impairment is still not clear. Our previous studies found functional abnormalities of prefrontal and temporal lobe in BD. With review of the literature, we hypothesized that executive dysfunctions might be caused by abnormal neural circuits including the prefrontal lobe, temporal lobe, basal ganglia and cerebellum. This project will examine the brain changes of BD I patients including bipolar mania, bipolar depression and euthymic BD, by combining the multi-mode neuroimaging e.g., magnetoencephalography, resting state functional MRI, structural MRI, diffusion tensor imaging, and neuropsychological evaluation. We will characterize the brain functional and structural alteration of executive function in BD I patients with different mood states by estimating the local and connectivity feature. Meanwhile, we will compare to the abnormal brain pattern of executive function in BD patients with different clinical mood episodes by a longitudinal observation. The findings may help to reveal the pathophysiology mechanism of executive function impairments in BD, to find specific neuroimaging biomarkers of executive function impairments, and to provide the objective evidence for the etiology and rehabilitation programme in BD patients.

双相障碍（bipolar disorder，BD）是以躁狂相与抑郁相反复间歇交替或循环发作为特征的重性精神障碍。执行功能损伤是BD认知功能改变的一种重要临床表现，严重影响患者社会功能康复和疾病预后，但其受损的脑机制尚不明确。本课题组前期研究发现BD患者存在额叶、颞叶功能障碍。结合文献，提出执行功能损伤是由前额叶、颞叶、基底节、小脑等改变的神经环路异常。本项目拟采用脑磁图和静息态功能磁共振、结构磁共振及扩散张量成像等多模态神经影像技术和图像分析方法，联合执行功能相关的神经心理测试工具，以躁狂相、抑郁相、缓解期BD I 型患者为研究对象，从局部和连接两个角度刻画不同情绪状态患者执行功能相关脑区的功能和结构改变特征；并进行纵向观察，比较同一患者不同临床相的脑特征差异。本研究将初步阐明BD执行功能损伤的神经机制，并筛选出可描述其损伤的特异性影像学指标，为BD的病因学研究和功能康复计划提供客观依据。

双相障碍（bipolar disorder，BD）是以躁狂相与抑郁相反复间歇交替或循环发作为特征的重性精神障碍。执行功能损伤是BD认知功能改变的一种重要临床表现，严重影响患者社会功能康复和疾病预后，但其受损的脑机制尚不明确。本项目采用多模态神经影像技术和图像分析方法，联合执行功能相关的神经心理测试工具对BD患者进行了研究，刻画了BD患者执行功能的损伤情况，和BD患者执行功能相关脑区的功能和结构改变特征，初步揭示了BD执行功能受损的神经机制，为BD的病因学研究和功能康复计划提供客观依据。具体成果分述如下：一、BD抑郁发作患者在运动速度、工作记忆、视觉记忆、注意切换和语言流畅性等方面认知功能存在缺陷，执行功能损伤与发病年龄之间存在相关性。缓解期BD患者仅存在注意力和言语流畅破坏，其他认知功能未见异常。二、基于1H-MRS研究发现BD患者左侧前额叶和左丘脑的NAA/Cr异常，且BD合并自杀意念患者左丘脑NAA/Cr比值与WCST分类数呈负相关，提示其执行功能障碍可能与左侧丘脑神经元代谢异常有关。三、利用静息态fMRI和基于种子点功能连接的数据分析方法，发现BD患者右侧小脑Crus Ia亚区与执行控制网络核心脑区左背外侧前额叶皮层、左前扣带回之间的功能连接减低，提示BD患者小脑--执行控制网络间功能连接破坏。四、利用静息态fMRI和基于独立成分分析（ICA）的数据分析方法，发现BD患者执行控制网络核心右侧背侧前额叶功能减低，且执行控制网络与突显网络间连接异常。我们已经按计划开展了研究工作，并按基本完成研究计划，达到预期研究目标。在本项目实施过程中，协助培养硕士研究生3名，博士生研究1名。研究成果以发表论文、相关学术会议报道提供。在国内外核心期刊上发表科技论文14篇，其中被SCI收录12篇（其中2篇影响因子大于5），中华系列杂志1篇。通过本项目实施，建立和加强国内外学术交流和合作关系，产生一定的学术影响。