揭示精神分裂症面部情绪处理的大脑动态变化:EEG/fMRI 联合研究意义重大

【字体: 时间:2025年01月23日 来源:Schizophrenia

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  为探究精神分裂症(ISZ)患者面部情绪处理的神经机制,研究人员开展了一项 EEG/fMRI 联合研究。结果发现 ISZ 患者在处理恐惧面部刺激后,初级视觉皮层(V1)与左枕颞梭状回(lOFG)的有效连接增强,且与症状相关,这有助于理解该疾病的神经机制。

  在日常生活中,人们依靠面部表情来传达和理解情感,面部情绪处理是社交互动的关键环节。然而,对于精神分裂症患者来说,这一能力却出现了异常。以往研究虽已证实精神分裂症患者存在面部信息处理障碍,且与社会功能障碍相关,但具体的神经机制却并不明确。此前研究多聚焦于边缘系统,对视觉系统在面部情绪感知障碍中的作用了解甚少。而且,大部分研究针对的是明确的面部情绪处理过程,而现实生活中,情绪感知往往受到周围环境的影响,是隐性的、自动的过程,针对这方面的研究在精神分裂症领域较为匮乏。因此,开展一项深入研究,探索精神分裂症患者在隐性面部情绪处理过程中的神经生物学基础迫在眉睫。
德国亚琛工业大学(RWTH Aachen)等机构的研究人员进行了一项联合 EEG/fMRI 的研究。该研究成果发表在《Schizophrenia》杂志上,为理解精神分裂症患者面部情绪处理的神经机制提供了重要依据。

研究人员运用了多种关键技术方法。首先,通过招募 14 名精神分裂症患者和 14 名年龄、性别匹配的健康对照者(HCs)组成样本队列。在实验中,使用同时采集 EEG 和 fMRI 数据的技术,利用 EEG 的高时间分辨率捕捉早期神经活动,fMRI 的高空间分辨率定位相关脑区。之后,对采集的数据进行处理,如对 fMRI 数据进行预处理和全脑分析,确定与面部情绪处理相关的脑区;对 EEG 数据进行去除伪迹、滤波等预处理步骤。最后,应用 fMRI 引导的动态因果模型(DCM)分析 EEG 数据,构建不同的模型结构,以探究大脑区域间的有效连接。

研究结果如下:

  • 神经心理学功能和精神病理学:精神分裂症患者在心理运动处理(TMT-A)、认知灵活性(TMT-B)和言语智力(WST)方面低于健康对照者;在 BDI-II、TAS 20 和 GAF 评分上高于健康对照者。
  • 行为学:健康对照者正确识别目标情绪的数量更多,精神分裂症患者反应更慢;对于目标情绪强度的评分,恐惧目标得分更高。且人群情绪对行为指标无显著影响。
  • EEG:精神分裂症患者对目标面孔的 P1 波幅低于健康对照者;N170 波幅方面,恐惧和中性人群后的目标比混乱人群后的目标波幅更小。
  • fMRI:发现人群存在显著主效应,激活区域包括双侧枕颞梭状回(OFG)、V1 和左脑岛,这些区域与先前研究相符,但组间对比和任务 × 组对比无显著结果。
  • DCM:模型 6 在固定效应和随机效应分析中均为最优模型。精神分裂症患者在处理 TAF 刺激时,lOFG 到 V1 的连接强度为正,健康对照者为负。且在精神分裂症患者中,V1 与左 OFG 的连接强度与 TAS-20 评分相关,在健康对照者中无此关联;在健康对照者中,V1 与左 OFG 的连接强度与首次反应时间相关,但在精神分裂症患者中不显著。

研究结论和讨论部分指出,该研究发现精神分裂症患者在处理恐惧相关刺激时,lOFG 到 V1 的反向连接增强,这可能意味着他们对恐惧环境的关注度增加,且这种神经改变与自我报告的情绪处理困难相关,影响患者对情绪和外部世界的感知,进而导致社会和认知困难。同时,研究也存在一些局限性,如样本量较小,可能导致结果的可靠性和普遍性受限;多模态数据融合可能存在空间不匹配问题,EEG 和 fMRI 数据也会受到伪迹和噪声的影响。尽管如此,该研究整合多种技术,为理解精神分裂症面部情绪处理的神经机制提供了全面视角,其发现的神经改变与症状之间的联系,对未来深入研究精神分裂症的病理机制和开发针对性治疗策略具有重要意义,后续研究可扩大样本量进一步验证这些发现。

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