家族性和散发性精神分裂症患者脑功能网络的差异

有阳性家族史的精神分裂症称为家族性-精神分裂症(PFS)，被认为更多是由遗传因素引起，而有阴性家族史的精神分裂症称为散发性-精神分裂症(PSS)，被认为更多是由环境因素引起。既往研究表明，家族性精神分裂症与散发性精神分裂症在临床症状上存在一定差异[1，2]；此外，结构磁共振研究表明，与健康对照和散发性精神分裂症患者相比，家族性精神分裂症患者的丘脑灰质密度更低[3]。然而，这两种类型的精神分裂症在大脑功能网络方面有什么不同吗？本文主要是在参考文献[4]的基础上，利用静息磁振动技术研究家族性精神分裂症和散发性精神分裂症患者的脑功能网络和拓扑结构，以揭示两者脑功能的差异。笔者在此对本文的分析方法和结果进行分析，希望对各位朋友有所启发，对你的研究有所帮助。

研究方法

医院收集了26例PSS患者、26例PFS患者和26例对照组，收集了静息fMRI。

利用SPM8软件对受试者的fMRI数据进行预处理，利用GRETNA软件构建90个ROI脑区之间的功能连接矩阵。具体地，计算90个AAL大脑区域BOLD信号之间的皮尔逊相关系数，并且为每个对象获得90*90的皮尔逊相关系数矩阵。

对于得到的功能连接矩阵，研究者利用图论的分析方法计算出每个功能连接矩阵的如下拓扑参数:网络的聚类系数Cp、特征路径长度Lp、归一化聚类系数γ、归一化特征路径长度λ、小世界性δ系数δ、全局效率Eglob和局部效率Eloc。

最后，研究者使用基于网络的统计(NBS)的分析方法来研究不同测试组之间有显著差异的子网络。

研究成果

与健康人相比，家族性精神分裂症患者的标准化聚集系数γ、小世界系数δ和局部效率Eloc显著降低；。与PSS患者相比，PFS患者的Eloc也明显降低，具体结果如图1所示。

与HC相比，PFS在以下脑区表现出显著增加的结中心性联系:右侧中扣带回(MCC)、枕中回(MOG)；然而，在以下脑区:双侧额中回(MFG)、左侧岛叶(INS)、海马回(Cal)、尾状核(Cau)、壳核(Put)、海马回(Hg)和右侧丘脑(T)，如图2所示。

与健康受试者相比，PSS在以下脑区显示显著增加的结中心性联系:双侧补充运动区(SMA)、额上回中部(SFGM)、左侧海马旁回(pH)、右侧楔叶(Cun)和MOG；然而，在以下大脑区域:左侧嗅觉皮层(OLF)、ins、cal、右侧mfg、中央旁叶(PCL)和Put，如图3所示。

与PSS患者相比，PFS患者在以下脑区表现出显著增加的节点中心性:右上奇偶回(SPL)、边缘上回(SMG)和PCL；然而，在以下脑区:左cau、左hg、感染额回的右眼眶部分(IFG圆)、SMA和th。详情见图4。

研究人员使用了国家统计局的方法。与HC相比，PFS患者表现出一个功能连接强度明显较低的子网，如图5A所示。然而，PSS患者表现出功能连接强度显著降低的子网，如图5B所示。

最后，研究者对计算出的脑功能网络指数与临床数据评分PANSS进行了相关性分析，结果如图6所示。结果显示，PFS患者的归一化聚类系数γ和小世界系数δ与PANSS阴性分呈负相关。对于PSS患者，PCL的节点效率。r脑区与PANSS阴性分呈负相关，而Cal的节点中心性与PANSS阴性分呈负相关。l脑区与PANSS阳性分显著相关。

摘要

本文将静息态fMRI的功能联系与图论相结合，揭示了两类精神分裂症患者(PSS和PFS)脑功能网络的差异。结果显示，与PSS患者相比，PFS患者表现出显著降低的局部效率Eloc，并且在以下脑区中显著增加的节点中心性:右侧顶上回(SPL)、边缘上回(SMG)和PCL，但是在以下脑区中:左侧cau、左侧hg、感染性额回的右侧眶部(IFG _ ORB)、SMA和th，节点中心性显著降低。结合以前的研究，这些结果表明PFS和PSS不仅在临床表现和脑结构上存在差异，而且在功能网络上也存在差异，这可能主要是由于不同的因素造成的。