基于fNIRS的缺陷型精神分裂症面部情绪识别神经机制研究：前额叶皮层激活与阴性症状的关联分析

《BMC Psychiatry》：Neural association between mental symptoms and facial emotion recognition in deficit schizophrenia: an fNIRS study

本研究针对缺陷型精神分裂症(DSZ)患者面部情绪识别(FER)障碍的神经机制这一关键问题，采用功能性近红外光谱(fNIRS)技术，通过标准化视觉情绪辨别任务，对比分析了38例DSZ患者、49例非缺陷型精神分裂症(NDSZ)患者和39例健康对照(HC)的前额叶皮层(PFC)激活模式。研究发现DSZ患者在识别愤怒、悲伤、轻蔑和快乐情绪时，背外侧前额叶(DLPFC, BA9)和额极皮层(BA10)的氧合血红蛋白(HbO)激活显著降低，且这些区域的激活水平与阴性症状评分呈负相关。该研究揭示了DSZ特异性神经功能缺陷，为理解其社会认知障碍提供了神经生理学证据。

　　

精神分裂症作为一种复杂的精神疾病，其核心特征之一是社会认知功能的损害，而面部情绪识别能力障碍尤为突出。在精神分裂症的异质性亚型中，缺陷型精神分裂症(DSZ)以原发性、持续性阴性症状为特征，约占所有病例的32.64%。与非缺陷型精神分裂症(NDSZ)患者相比，DSZ患者表现出更严重的社会功能衰退和更差的长期预后。尽管既往研究证实DSZ患者存在更显著的面部情绪识别缺陷，但其背后的神经生物学机制尚未明确。前额叶皮层(PFC)功能障碍被认为是精神分裂症情绪处理异常的核心环节，特别是背外侧前额叶(DLPFC)和额极皮层在情绪信息整合和认知控制中起关键作用。因此，利用功能性近红外光谱(fNIRS)这一对运动伪影耐受性更好的神经影像技术，探究DSZ患者在进行面部情绪识别任务时的PFC激活模式，对于揭示其特异性神经机制具有重要价值。

本研究采用fNIRS技术，通过标准化日本和高加索人脸情绪表情库(JACFEE)任务，监测了三组参与者（DSZ 38例、NDSZ 49例、HC 39例）在进行七种基本情绪识别时的PFC脑血流动力学响应。关键实验方法包括：1）使用Schedule for the Deficit Syndrome量表进行DSZ/NDSZ分组；2）采用E-Prime 2.0呈现56张情绪面孔刺激（每种情绪8张），记录行为学指标（准确率、反应时）；3）通过22通道ETG-100 fNIRS系统采集PFC区氧合血红蛋白(HbO)浓度变化，采用NIRS-KIT工具箱进行信号预处理（包括运动伪影校正、0.01-0.2 Hz带通滤波）；4）基于Brodmann分区将通道映射至DLPFC(BA9/46)、额极皮层(BA10)等关键脑区；5）采用广义线性模型分析组间脑激活差异，并通过Bonferroni校正进行多重比较。

行为学结果

DSZ组在识别愤怒(p=0.002)、悲伤(p=0.021)和轻蔑(p=0.003)时准确率显著低于NDSZ组，且在全部七种情绪识别中反应时均长于健康对照组(p<0.01)。这表明DSZ患者存在广泛的情绪识别速度缺陷，而对负性情绪的识别准确性损害尤为突出。

脑激活模式

在悲伤、愤怒、轻蔑和快乐识别任务中，DSZ组在DLPFC(BA9)的CH2、CH3通道和额极皮层(BA10)的CH6、CH8、CH11、CH16通道均表现出显著低于NDSZ组的HbO激活（所有p<0.05）。例如在轻蔑识别时，DSZ组在BA9区(CH2)的激活甚至显著低于HC组(p<0.001)。这些区域恰好对应情绪评估和社会信息整合的关键脑网络。

临床相关性分析

DSZ组中，BA9/BA10区的HbO激活水平与阴性症状量表(SANS)评分呈显著负相关。例如在悲伤识别时，CH8点（BA10区）激活与情感平淡评分呈负相关(r=-0.447, p=0.005)；在愤怒识别时，CH16点（BA10区）激活与言语贫乏评分负相关(r=-0.476, p=0.002)。这种脑-行为关联在NDSZ组和HC组中均未出现，提示DSZ特有的神经功能缺陷模式。

本研究通过高时空分辨率的fNIRS技术，首次系统揭示了DSZ患者在进行面部情绪识别时存在的特异性前额叶功能异常。DLPFC(BA9)和额极皮层(BA10)的激活不足，不仅与情绪识别行为学缺陷直接相关，更与阴性症状严重程度存在量化关联。这一发现为理解DSZ患者社会认知障碍的神经基础提供了重要证据，提示前额叶-边缘系统环路功能障碍可能是其核心病理机制。值得注意的是，BA9/BA10区作为情绪调节和认知控制的关键节点，其功能紊乱可能同时影响DSZ患者的情绪处理和高阶社会认知。未来研究可结合多模态神经影像技术，进一步探索这些脑区作为DSZ生物标志物和神经调控治疗靶点的潜力。本研究发表于《BMC Psychiatry》，为精神分裂症亚型分化及精准干预提供了新的神经科学依据。