首发精神分裂症静息态脑默认网络子系统特征

A disruption in the connectivity between brain regions may underlie the core pathology in schizophrenia. One of the most consistent observations in human functional imaging is that a network of brain regions referred to as the default network. The function of default network includes monitoring the external environment, internal mentation and rendering cognitive flexibility to self-relevant mental simulations, which has been impaired in schizophrenia. Although dysfunctional default network in schizophrenia have been reported in many previous studies, it’s unknown on character of and between subsystems of default network. My colleagues and I have found lack of functional connectivity in default network in chronic schizophrenia using resting state fMRI. In the current study, we will recruit 60 patients with first episode schizophrenia, 60 patients with chronic schizophrenia and 60 healthy controls, with age, gender and education matched. Analyses of pattern differences within and between subsystems of default network may add values to previous findings and benefit the clarification of the inconsistency existed in the literature. Given the above consideration, the goal of the current study was to examine the abnormalities of different default network subsystems in default network to provide further evidence of aberrant default network in first episode schizophrenia. In this study, we will also investigate associations between these abnormalities and individual psychopathology in patients with first episode schizophrenia. We hope that this study could add values to find biomarker for schizophrenia by using fMRI, which could further contribute to exploring the mechanism of schizophrenia.

连接异常假说认为脑区间的连接异常可能是精神分裂症的核心病理机制。其中，脑默认网络各脑区间的功能连接异常是精神分裂症脑功能连接研究的核心内容。默认网络包含多个功能子系统，但关于精神分裂症各子系统的内部特征及子系统间功能连接特征，目前研究甚少。本项目组前期应用静息态功能磁共振成像发现慢性精神分裂症患者脑默认网络存在功能连接异常。本研究拟入组60例首发精神分裂症患者、60例慢性精神分裂患者和60例健康对照，从局部和全脑的功能网络水平，研究精神分裂症患者脑功能连接及默认网络子系统的功能分化异常，提取特征性脑影像学指标，对默认网络子系统进行深入研究；并采用重测的方法验证默认网络功能分化指标的稳定性；探讨默认网络子系统特征指标与精神分裂症临床症状、认知功能间的关系。提取反映脑默认网络子系统特征的可靠指标，为精神分裂症连接异常假说提供新的佐证，为进一步从脑功能连接角度揭示该病的神经病理机制提供科学参考。

连接异常假说认为脑区间的连接异常可能是精神分裂症的核心病理机制。其中，脑默认网络各脑区间的功能连接异常是精神分裂症脑功能连接研究的核心内容。默认网络包含多个功能子系统，但关于精神分裂症各子系统的内部特征及子系统间功能连接特征，目前研究甚少。本项目结合医院的其它项目分三个中心收集数据，共入组212例首发精神分裂症患者和175例健康对照，从局部和全脑的功能网络水平，研究精神分裂症患者脑功能连接及默认网络子系统的功能分化异常，提取特征性脑影像学指标，对默认网络子系统进行深入研究；并探讨默认网络子系统特征指标与精神分裂症临床症状、认知功能间的关系。结果研究发现患者和对照组的子系统间的连接模式相似，与对照组相比，三个系统中，dMPFC子系统中的LTC脑区和MTL系统中的所有脑区（pIPL、Rsp、PHC和HF+）的的中心度（图1中球的大小）显著小于健康对照组。MTL系统内的pIPL-Rsp、pIPL-PHC、pIPL-HF、PHC-vMPFC、PHC-HF连接异常，反映了MTL系统内部的连接异常；同时还存在系统之间的连接异常，包括MTL子系统和dMPFC子系统间功能连接异常（pIPL-LTC、PHC-LTC）、MTL子系统和核心子系统间的功能连接异常（PHC-PCC、HF-PCC）之间的功能连接强度降低。本研究结果为精神分裂症连接异常假说提供新的佐证，为进一步从脑功能连接角度揭示该病的神经病理机制提供科学参考。