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目的:精神分裂症的病因及病理机制不明,既往脑影像学研究提示前额叶腹内侧(ventralmedial prefrontal cortex,vmPFC)在精神分裂症的病因学中可能扮演重要角色。本项目拟应用基于磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)的多模态脑影像学技术探讨vmPFC及相关网络在精神分裂症病因学中的意义及作用。 材料和方法:共入组22例首发精神分裂症患者和23名健康志愿者,基于国际神经精神科简式访谈问卷(mimi international neuropsychiatric interview,MINI)进行诊断性访谈,同时应用阳性与阴性症状量表(positive and negative syndrome scale,PANSS)评定精神分裂症患者的精神症状。应用西门子3.0T磁共振系统采集被试静息状态下的功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)数据及vmPFC的γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)等神经递质浓度,分别应用 LCModel软件系统处理磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy,MRS)数据,Matlab软件包处理fMRI数据。 结果:(1)首发精神分裂症患者及健康志愿者vmPFC的GABA浓度分别为2.277±0.544mM和1.932±0.315mM、谷氨酸(glutamate,GLU)浓度分别为4.072±2.600mM和3.707±1.357mM、谷氨酰胺(glutamine,GLN)浓度分别为2.776±1.404mM和2.293±1.063mM、N-乙酰门冬氨酸(N-acetylaspartate,NAA)浓度分别为4.220±0.793mM和4.456±0.809mM,其中GABA浓度的组间差异有显著性(t=2.615,p=0.012),而GLU、GLN及NAA的浓度差异均无统计学意义(p均>0.05)。此外,vmPFC的GABA浓度与患者年龄呈正相关(r=0.474,p=0.026),而与病程、PANSS阳性症状分、阴性症状分之间均缺乏相关性(p均>0.05)。(2)以vmPFC为种子点对静息态fMRI进行功能连接分析,结果发现相比于健康对照组,首发精神分裂症患者的vmPFC与右侧枕下回、左侧梭状回、右侧中央前回、左侧楔前叶等四个脑区的功能连接增强,而与左侧海马旁回、左侧扣带回、右侧梭状回、左侧扣带回前部及左侧缘上回等五个脑区的功能连接减弱。其中,vmPFC-左侧海马旁回的功能连接减弱与PANSS的一般精神病理分之间存在负相关(r=-0.465,p=0.029)。(3)将MRS与fMRI数据进行共同分析,结果发现健康对照组的vmPFC的GABA浓度与vmPFC-左侧海马旁回功能连接存在负相关(r=-0.415,p=0.049),vmPFC的GLN浓度与 vmPFC-左侧梭状回功能连接呈负相关(r=-0.556,p=0.006);而首发精神分裂症患者的vmPFC的GABA及GLU浓度均与vmPFC-左侧缘上回功能连接呈正相关(r=0.518,p=0.014及r=0.530,p=0.011)。 结论:前额叶腹内侧区可能是精神分裂症的关键致病脑区,vmPFC的GABA浓度异常,并且影响vmPFC与其他脑区的功能连接,从而导致各种精神症状。该研究结论支持精神分裂症的谷氨酸及 GABA假说。