本网讯 近日，中南大学湘雅二医院精神科刘哲宁、阳洁团队在国际期刊《研究》（Research）、《英国精神病学杂志》（British Journal of Psychiatry）、《生物医学中心·医学》（BMC Medicine）、《心理医学》（Psychological Medicine）以及《国际临床与健康心理学杂志》（International Journal of Clinical and Health Psychology）等期刊以论著形式发表系列研究成果，深度揭示重性精神障碍工作记忆缺陷相关的脑网络静动态异常模式，第一作者及通讯作者单位均为中南大学湘雅二医院。

揭示精神分裂症及其健康同胞执行工作记忆任务时脑网络动态切换模式

工作记忆缺陷是精神分裂症的核心特征，同时也是精神分裂症患者及其健康同胞共同的重要内表型。团队采用了贝叶斯切换动态系统（见图1）和网络可控性算法（见图2），分析精神分裂症患者、未患病同胞及健康对照者在工作记忆任务中的脑状态动态特征，发现患者存在显著的脑状态转换异常。两项研究为精神分裂症的认知缺陷提供了动态脑网络新视角，并为针对脑状态调控的干预策略奠定理论基础。

两项研究分别以题为“精神分裂症患者和未患病同胞的脑状态动态和工作记忆（Brain State Dynamics and Working Memory in Patients with Schizophrenia and Unaffected Siblings）”和“精神分裂症患者和未患病同胞工作记忆任务期间功能连接组的异常可控性（Aberrant Controllability of Functional Connectome During Working Memory Tasks in Schizophrenia Patients and Unaffected Siblings）”在《生物医学中心·医学》和《英国精神病学杂志》期刊以论著形式发表。团队王斐文博士为第一作者，阳洁副教授为通信作者。

图1 采用贝叶斯切换动态系统算法模型探讨精神分裂症患者、未患病同胞及健康对照者三组被试的脑网络动态转换模式

图2 采用网络可控性算法模型探讨精神分裂症患者、未患病同胞及健康对照者三组被试的脑网络动态转换模式

揭示精神分裂症工作记忆缺陷与精神症状网络的神经生物学机制研究

针对精神分裂症工作记忆缺陷与精神症状的关联机制问题，团队采用了症状-影像-分子的跨模态研究框架。首先通过症状网络分析方法发现，注意涣散是与工作记忆损害关联最紧密的核心症状，且与意志缺陷、抽象思维困难等“紊乱”维度精神症状存在密切关联；进一步基于工作记忆任务态fMRI的脑功能连接预测模型，识别出额上回、楔前叶、顶叶小叶等区域在预测注意涣散方面的重要作用，这些脑区涉及空间注意、感知整合及执行控制，此外研究还在外部独立数据集中验证了模型具有良好的泛化能力；空间转录组富集分析显示，具有预测价值的关键脑区相关基因显著富集于突触、神经递质信号传导cAMP/PKA/CREB通路，表明上述通路在注意涣散症状中可能发挥作用。该研究为精神症状病理学机制及基于症状的精准干预提供了新的思路。

研究以题为“精神分裂症的症状网络和工作记忆：从表型到内表型的多方法横断面研究（Symptom networks and working memory in schizophrenia: a multi-methodological cross-sectional study from phenotype to endophenotype）”在《国际临床与健康心理学杂志》期刊发表。团队的程鹏博士为第一作者，阳洁副教授为通信作者。

图3 采用症状-影像-分子的跨模态研究框架，探究精神分裂症工作记忆缺陷和精神症状的关联机制

揭示重性精神障碍的跨诊断脑区功能效率模式和工作记忆缺陷的脑网络异常模式

精神分裂症、双相障碍和抑郁症临床特征各异，但症状重叠及药物治疗的跨诊断有效性，对传统诊断分类体系提出挑战。同时工作记忆缺陷是三类精神障碍共有的认知缺陷，具有显著跨诊断特征。研究团队探索了三类精神障碍患者脑区功能效率的共有和疾病特异性紊乱特征，以及三类精神障碍患者在执行工作记忆任务时的脑网络动态异常切换模式。

研究结果显示，在感觉运动区、皮质-纹状体及皮质-边缘系统等关键脑区，精神分裂症与抑郁症患者均存在更广泛的功能完整性破坏，而双相障碍患者未表现出类似特征（见图4）。这些跨诊断的神经模式变化可能与谷氨酸能突触及钙/cAMP 信号通路相关的基因表达变异密切相关。三类患者在执行工作记忆任务时，三重网络系统及感觉系统的脑网络可控性出现不同程度的显著损害，其中精神分裂症患者尤为显著。进一步研究表明，这种脑网络功能异常具有突触生物学与神经递质基础，涉及谷氨酸能、GABA能、多巴胺能及5-羟色胺系统，为理解重性精神疾病的认知障碍提供了神经机制解释（见图5）。

两项研究分别以题为“精神分裂症、双相情感障碍与抑郁症的脑区神经功能效率：跨诊断静息态功能磁共振成像研究（Regional neural functional efficiency across schizophrenia, bipolar disorder, and major depressive disorder: a transdiagnostic resting-state fMRI study）”和“精神分裂症、双相情感障碍与抑郁症在工作记忆任务下功能连接组可控性（Task-related Controllability of Functional Connectome During a Working Memory Task in Schizophrenia, Bipolar Disorder, and Major Depressive Disorder）”在《心理医学》和《研究》两本期刊上发表。团队的杨隽博士为第一作者，刘哲宁教授和阳洁副教授为通信作者。

图4 精神分裂症、双相障碍、抑郁症的静态和动态脑区功能效率差异

图5 精神分裂症、双相障碍、抑郁症的大脑可控性研究及其临床和分子生物学关联分析示意图

据悉，刘哲宁、阳洁团队长期聚焦于重性精神障碍的认知缺陷相关的脑神经机制，以上研究获得国家自然科学基金、湖南省自然科学基金青年基金、长沙市杰出青年科技人才培养计划、中南大学升华学者基金等资助。

（一审：周小艳 二审：王轩 三审：唐潇珺）