青少年回避/限制性摄食障碍恐惧表型的神经机制:杏仁核与脑岛对食物特异性恐惧图像的超激活反应

《Psychological Medicine》:Amygdala and insula activation in youth with avoidant/restrictive food intake disorder in response to aversive food-specific fear images

【字体: 时间:2025年12月10日 来源:Psychological Medicine 5.5

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  本研究针对回避/限制性摄食障碍(ARFID)中恐惧表型(ARFID-fear phenotype)的神经机制展开探索。通过功能性磁共振成像(fMRI)技术,研究人员让103名青少年(含76名ARFID患者,其中20名为恐惧表型,27名健康对照)观看ARFID特异性恐惧图像(如呕吐、窒息)与中性图像,检测其脑区激活差异。结果发现,所有受试者对恐惧图像均出现双侧杏仁核激活,而ARFID恐惧表型患者左侧脑岛激活显著高于健康对照,提示脑岛可能在ARFID恐惧表型的病理机制中起关键作用。该研究为ARFID的亚型分型及靶向治疗提供了神经影像学依据。

  
在饮食障碍的复杂谱系中,回避/限制性摄食障碍(Avoidant/Restrictive Food Intake Disorder, ARFID)是一种相对新近被定义的疾病,其主要特征是对食物体积和种类的回避与限制,导致营养摄入不足和生长发育问题,但不同于神经性厌食或暴食症,ARFID患者通常没有明显的体像障碍。根据表型划分,ARFID可分为三类:恐惧厌恶后果表型(如害怕窒息、呕吐)、感官敏感性表型(如拒绝特定质地或气味的食物)以及缺乏进食兴趣表型。其中,恐惧表型(ARFID-fear phenotype)常因急性发作、体重迅速下降而需要住院治疗,但其背后的神经生物学机制尚不明确。
为什么有些人在经历常见的进食不适(如偶尔呕吐或胃肠道不适)后,会发展出持续且严重的食物恐惧?这一问题促使研究人员深入探索ARFID恐惧表型的大脑活动模式。以往研究表明,杏仁核、海马、脑岛等脑区在恐惧和焦虑处理中起核心作用,但针对ARFID特异性刺激(如与窒息、呕吐相关的图像)的脑功能研究仍属空白。为此,由Jennifer J. Thomas教授领衔的研究团队设计了一项创新的功能性磁共振成像(functional MRI, fMRI)实验,试图揭示ARFID恐惧表型青少年在面对疾病相关恐惧刺激时的大脑激活特征。
该研究发表于《Psychological Medicine》,共纳入103名10-22岁的青少年,其中76名符合ARFID诊断标准(含20名恐惧表型),27名为健康对照(Healthy Controls, HC)。所有参与者均在标准化餐后接受fMRI扫描,过程中交替观看ARFID特异性恐惧图像(如描绘窒息、过敏反应、呕吐的图片)和中性图像(如日常物品或人物活动)。通过比较两组图像引发的血氧水平依赖(Blood-Oxygen-Level-Dependent, BOLD)信号差异,研究人员重点分析了预设的感兴趣脑区(Region of Interest, ROI):杏仁核(amygdala)、海马(hippocampus)、脑岛(insula)、内侧前额叶皮层(medial Prefrontal Cortex, mPFC)和前扣带回皮层(anterior Cingulate Cortex, ACC)。
关键实验方法概述
研究采用病例对照设计,通过《Pica, ARFID和反刍障碍访谈》(Pica, ARFID, and Rumination Disorder Interview, PARDI)工具确诊ARFID及分型。fMRI任务为块状设计,每名受试者观看40张恐惧图像和40张中性图像,图像以1.5秒/幅的速度呈现。数据预处理和统计分析使用SPM12软件,采用小体积校正(Small Volume Correction, SVC)方法对ROI进行组间比较,并以全脑分析作为补充。样本量估算表明,该研究具备检测中等效应量(d=0.50)的统计效力(>80%)。
研究结果
ARFID特异性恐惧范式的有效性验证
所有参与者均评价恐惧图像比中性图像具有更高的负价情绪和唤醒度,证实了实验刺激的有效性。fMRI结果显示,健康对照组、ARFID全组及ARFID恐惧表型组在观看恐惧图像时均出现双侧杏仁核的显著激活。此外,ARFID全组和恐惧表型组还分别观察到左侧海马和脑岛的激活。这些发现表明,该范式成功引发了与恐惧处理相关的脑区反应。
组间比较:ARFID恐惧表型与健康对照的脑区激活差异
与假设部分一致,ARFID全组与健康对照之间未发现预设ROI的激活差异。然而,在ARFID恐惧表型组与健康对照的直接比较中,前者在左侧脑岛(尤其是腹侧前脑岛区域)表现出显著更强的BOLD信号响应(pFWE-corr=0.049)。这一差异提示,脑岛超激活可能是ARFID恐惧表型的特异性神经标记。
恐惧严重程度与脑激活的关系
出乎意料的是,在ARFID恐惧表型组内,PARDI恐惧分量表评分与任何ROI的BOLD信号均无显著相关性,可能由于恐惧表型的异质性或评分截断值尚需优化。
结论与意义
本研究发现,ARFID特异性恐惧图像(如窒息、呕吐)能够普遍激活杏仁核和海马,表明这些刺激本身具有跨群体的威胁性。然而,仅在ARFID恐惧表型患者中观察到脑岛(尤其是腹侧前脑岛)的超激活,提示该脑区可能通过整合内脏感觉和情绪反应,在维持对进食后果的病理性恐惧中起关键作用。结合团队此前发现ARFID恐惧表型对普通食物图像也出现杏仁核超激活的结果,研究者提出经典条件反射(Classical Conditioning)模型解释其机制:普遍恐惧的刺激(如窒息作为无条件刺激)可与中性刺激(如特定食物)形成关联,导致本无威胁的食物成为条件刺激,引发恐惧反应。脑岛可能在这一条件化过程中介导对恐惧信号的过度敏感化。
本研究首次通过ARFID特异性恐惧范式揭示了脑岛在恐惧表型中的特异性作用,为ARFID的亚型分型提供了神经生物学依据。临床启示在于,针对ARFID恐惧表型的治疗(如暴露疗法)可能需要同时针对食物本身和其对厌恶后果的预期,通过调节脑岛相关的恐惧回路促进症状缓解。未来研究可进一步个性化恐惧刺激(如根据患者特定恐惧类型定制图像),以提升神经关联检测的敏感性。
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