深部脑刺激与多巴胺能治疗对帕金森病患者自由选择内在偏好的影响机制研究

【字体: 时间:2025年07月12日 来源:Biological Psychiatry: Cognitive Neuroscience and Neuroimaging 5.7

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  研究人员针对帕金森病(PD)患者决策动机障碍的核心问题,通过设计双阶段选择任务,结合STN-DBS(丘脑底核深部脑刺激)和DA(多巴胺)治疗干预,揭示了右内侧前额叶皮层(mPFC)-STN超直接通路在调控自由选择内在价值中的关键作用。该研究首次证明慢性低剂量DA治疗会削弱选择偏好,而STN-DBS可通过激活mPFC-STN网络恢复患者的自主决策动机,为理解基底节-皮层环路在内在奖励处理中的功能提供了新证据。

  

人类对自由选择的偏好是一种超越外在奖励的内在动机,这种现象在帕金森病(Parkinson's disease, PD)患者中却表现出显著异常。PD作为一种以多巴胺(dopamine, DA)神经元退化和基底节功能障碍为特征的神经退行性疾病,不仅导致运动症状,还伴随复杂的决策障碍。尽管既往研究已证实DA系统和丘脑底核(subthalamic nucleus, STN)在基于外在奖励的决策中起关键作用,但关于这些系统如何参与内在动机(如自由选择偏好)的神经机制仍不清楚。这一科学问题的解答,对于理解PD患者自主行为障碍的病理基础及开发针对性干预策略具有重要意义。

法国巴黎皮提耶-萨勒佩特里医院(Pitié-Salpêtrière Hospital)神经外科团队设计了一项创新性研究,通过结合行为学实验、临床干预和神经影像技术,首次系统揭示了STN-DBS和DA治疗对PD患者自由选择内在偏好的差异化调控机制。该研究成果发表在《Biological Psychiatry: Cognitive Neuroscience and Neuroimaging》期刊,为基底节-皮层环路在内在奖励处理中的功能划分提供了直接证据。

研究团队采用三项关键技术方法:1)双阶段选择行为范式,通过分离自由选择与强制选择选项量化内在偏好;2)交叉设计比较STN-DBS(20例患者)和DA治疗(25例患者)在ON/OFF状态下的行为差异;3)基于高分辨率扩散磁共振成像(dMRI)的规范连接组分析,结合激活组织体积(VATs)建模定位关键神经环路。

研究结果部分显示:

  1. 健康对照组的自由选择偏好:年龄匹配的健康对照组表现出稳定的自由选择偏好(81%),且不受重复测试影响,验证了实验范式的可靠性。
  2. STN-DBS的调控效应:OFF状态的STN-DBS患者自由选择偏好显著降低(44% vs HC的81%),而ON状态可恢复至接近正常水平(63%)。反应时分析显示ON状态下自由选择决策更快,提示STN-DBS降低了决策阈值。
  3. 神经环路机制: tractography分析发现,右mPFC-STN通路的白质连接强度与DBS疗效正相关(BA8/9/32区r=0.48-0.51),且电极接触点在前部STN位置的患者效果更显著,证实了非运动区STN调控的价值。
  4. DA治疗的慢性影响:急性DA给药无显著效应,但慢性高剂量DA治疗组(LEDD>1300mg)比低剂量组表现出更强的自由选择偏好,提示DA对内在动机的调控具有长期累积效应。

讨论部分指出,该研究首次阐明了两条独立的神经调控路径:1)STN-DBS通过右mPFC-STN超直接通路(hyperdirect pathway)快速增强风险情境下的自主选择动机,这可能与解除该通路对冲突决策的抑制作用有关;2)慢性DA治疗则可能通过强化纹状体对内在奖励信号的编码产生长期调节作用。这些发现不仅解释了PD患者常见的动机缺乏(apathy)与冲动行为并存的矛盾现象,还为临床治疗选择提供了理论依据——对于药物疗效减退的晚期PD患者,STN-DBS可能是恢复自主决策能力的有效手段。

研究的创新性在于将内在动机的神经机制研究从健康人群拓展至临床模型,通过精准的环路干预揭示了基底节系统在非工具性行为中的核心作用。未来研究可进一步探索该发现与PD精神症状(如冲动控制障碍)的关联,以及开发基于自由选择偏好的新型神经调控靶点评估方法。

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