楔前叶与听觉皮层间抑制连接缺陷对精神分裂症听觉加工的影响

Abnormal auditory processing in schizophrenia may be an important cause leading to the auditory hallucination. Previous studies pay more attention to impaired internal inhibition in auditory cortex, or abnormalities in synergistic effect between prefrontal lobe and auditory cortex. Evidence from our group suggested the weakened inhibited relationship between auditory cortical and the precuneus be the important factor leading to the abnormal auditory experience in schizophrenia. This project will use the Gamma oscillation index in EEG examination to observe the local inhibition in auditory cortical and the precuneus respectively, and explore the functional connectivity between auditory cortical and the precuneus in the application of magnetic resonance technology with the near threshold auditory task in schizophrenia patients. This study will integrate local brain electrical characteristics and spatial function connection information, to explore the precuneus and auditory cortex connection defects in multiple domains of schizophrenia’s pathogenesis. We further utilize repetitive transcranial magnetic stimulation （rTMS） intervention on left superior temporal gyrus, with immediate intervention as well as 8-week protocols respectively, to detect the longitudinal changes of Gamma in local brain regions and that of brain functional network as well as the causal relationship between auditory cortical and the precuneus. If we the anticipated results were gained, we will not only obtain important clues to explain pathological mechanism in auditory processing abnormality in schizophrenia, but also provide a reliable biomarker for rTMS treatment in schizophrenia.

听觉加工异常可能是导致精神分裂症幻听症状的重要原因。以往研究多关注患者在听觉皮层内的抑制障碍，或者与前额叶的协同效应异常。本研究组前期研究则发现，楔前叶与听觉皮层的抑制连接缺陷可能是导致异常听觉体验的重要因素。该项目采用脑电Gamma共振指标观察精神分裂症在听觉皮层和楔前叶的局部抑制功能，同时应用功能磁共振技术探索两个脑区在近听觉阈任务下的功能连接特征，并整合局部脑区的脑电生理特征与脑区之间的功能连接信息，多维度探讨楔前叶与听觉皮层连接缺陷在精神分裂症发病机制中的作用。本研究还引入重复经颅磁刺激（rTMS）治疗患者左侧颞上回，通过磁共振内即刻干预和8周长时程干预两种方式，观察患者局部脑区Gamma共振与功能连接的纵向变化，揭示楔前叶与听觉皮层之间抑制调节的因果关系。如能够获得预期研究结果，将为阐明精神分裂症听觉加工异常的病理机制提供重要线索，并为rTMS治疗精神分裂症寻找可靠的生物学靶点。

听觉加工异常可能是导致精神分裂症幻听症状的重要原因，楔前叶及听觉皮层的功能连接异常可能是引起患者幻听症状的病理基础之一。本课题通过脑电生理及功能磁共振技术对精神分裂症患者的楔前叶及听觉皮层功能进行了初步研究。首先本研究构建了近听觉阈试验范式，并融合进听觉P300试验中，通过采用脑电Gamma共振以及Theta共振指标初步研究了首发精神分裂症患者在35-45Hz的gamma频段功率较正常对照在Fz导联趋势性增高，而4-8Hz的theta频段的功率，在靶刺激后30-100ms的初级加工时间窗内，以及在靶刺激后250-450ms的晚期加工时间窗内均显著降低。进一步探索分析发现，健康被试的gamma频段和theta频段在刺激后0-150ms的存在明显的协调作用。此外，在应用功能磁共振技术探索患者在楔前叶和听觉皮层两个脑区的功能连接特征时发现，并伴有幻听精神分裂症患者在以楔前叶为中心的顶叶记忆网络较正常被试以及非幻听患者存在显著的功能降低，而在听觉网络的功能下降与非幻听患者相当。临床相关分析发现，患者在右侧颞上回后部的网络连接权重，颞上回脑区间的功能连接，以及左侧后扣带回的网络连接权重与患者的幻听量表评分得分相关。在成果转化方面，我们根据本研究中发现的楔前叶功能减弱，展开高频rTMS干预楔前叶的预初步试验，达到预期结果，发现伴幻听的精神分裂症患者幻听症状明显下降，为干预精神分裂症的幻听症状的提供了可靠的干预靶点。项目资助发表SCI论文1篇，会议论文1篇。培养研究生3名，其中2名已经取得博士学位，1名博士研究生在读。项目投入经费17.5万元，支出14 .5747万元，各项支出基本与预算相符。剩余经费2.9253万元，剩余经费计划用于本项目随访研究支出。