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为探究精神分裂症病理改变是否源于皮质组织早期破坏，研究人员对早发型精神分裂症（EOS）患者皮质厚度结构协方差梯度进行研究。发现 EOS 患者前后轴梯度压缩，两端结构协方差增加，且阳性症状与协方差强度正相关，为神经发育假说提供了证据。
精神分裂症作为一种神经发育障碍，其大脑皮层的灰质和白质均存在病理改变。尽管该疾病的行为表现通常在成年早期出现，但大量神经影像学研究表明，其病理过程早在大脑发育早期就已开始。早发型精神分裂症（EOS）被认为与成人型精神分裂症在神经生物学上具有连续性，这为研究神经发育过程中的疾病特异性异常提供了机会。已有证据显示，EOS 患者的皮质厚度存在广泛改变，尤其是在额叶、颞叶和顶叶区域，但皮质厚度的成熟过程如何受到疾病的协调性干扰尚不清楚。
为解决这一问题，电子科技大学成都脑科学研究院临床医院等国内研究机构的研究人员开展了相关研究，旨在从系统层面揭示 EOS 患者皮质厚度协调性改变的组织模式，验证物理距离、解剖相似性与梯度模式的关系，以及 EOS 对其的影响。研究成果发表在《Communications Biology》。
研究主要采用了以下关键技术方法：招募了 95 名未接受过抗精神病药物治疗的首发 EOS 患者和 99 名年龄匹配的正常发育（TD）对照组（7-17 岁），采集了 T1 加权解剖图像；使用 FreeSurfer 软件进行皮质分割和表面重建，提取顶点级皮质厚度并降采样至 400 个皮质 parcels；通过计算皮质厚度的结构协方差矩阵，运用扩散嵌入（diffusion embedding）方法进行降维，得到结构协方差梯度轴；采用 Kolmogorov-Smirnov 检验、配对 t 检验等统计方法分析组间差异；计算测地线距离（geodesic distance）以探讨物理距离与结构协方差的关系。
结果
- 皮质厚度整体差异：EOS 患者的整体皮质厚度（2.58±0.45 mm）显著低于 TD 对照组（2.62±0.46 mm），与先前研究一致。
- 结构协方差梯度轴异常：
- 第二梯度成分（G2）在 TD 组中解释 15% 的方差，在 EOS 组中解释 18%，与成人数据的主梯度高度相关（r=0.69），可区分皮质前后区域。
- EOS 患者的 G2 梯度轴呈现压缩现象（Kolmogorov-Smirnov 检验，D400=0.13，p=0.002），前后端梯度得分分离度降低，第 3、9、10 bins 的梯度得分存在显著组间差异。
- 结构协方差与症状关联：
- EOS 患者前后端（第 1 与第 9 bin）的结构协方差显著增加（t=3.66，qFDR=0.002），阳性症状严重程度与第 1 和第 10 bin 的协方差呈负相关（t=-3.01，qFDR=0.009），阴性症状与第 10 和第 6 bin 的协方差呈正相关（t=2.71，qFDR=0.02）。
- 协方差距离变化：
- 结构协方差与测地线距离呈负相关（r=-0.20，ppermi<0.0001），符合短距离连接偏好。
- EOS 患者前后端的协方差距离显著增加（第 1 bin：t=3.69，qFDR=0.007；第 10 bin：t=3.40，qFDR=0.008），中间区域降低。
结论与讨论
本研究发现，EOS 患者的皮质厚度结构协方差存在前后轴梯度压缩，表现为前后端远距离区域的协调性改变增强，这可能与神经发育过程中皮质组织的成熟异常有关。梯度轴的压缩反映了感觉运动网络（VIS、SMN）与跨模态网络（DMN、FPN）之间的分离受损，提示大脑功能从基本感知到抽象认知的连续性遭到破坏。
研究结果支持精神分裂症的神经发育假说，表明 EOS 患者的皮质厚度成熟过程存在系统性扰动，为理解疾病的早期神经机制提供了新视角。此外，阳性症状与前后端协方差的关联可能揭示了一种代偿性神经机制。尽管研究存在样本年龄限制、未使用半结构化访谈工具等局限性，但其系统层面的发现为未来纵向研究和跨尺度神经机制探索奠定了基础，有望为精神分裂症的早期诊断和干预提供新靶点。
