《Brain Topography》：EEG Microstates are Not Associated with Psychotic Symptoms, Neurocognitive Domains or Psychosocial Functioning in Adolescents and Young Adults with Clinical High Risk for Psychosis
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脑电微状态（EEG microstates）是短暂且离散的大脑电活动地形模式。微状态持续60–120毫秒，被认为代表瞬时、准稳定的神经网络，传统上区分为四个不同的类别（A–D）。当代神经科学的核心概念之一是神经影像学能够捕捉有意义的脑活动网络，这些网络可转化为
脑电微状态（EEG microstates）是短暂且离散的大脑电活动地形模式。微状态持续60–120毫秒，被认为代表瞬时、准稳定的神经网络，传统上区分为四个不同的类别（A–D）。当代神经科学的核心概念之一是神经影像学能够捕捉有意义的脑活动网络，这些网络可转化为特定的认知功能。基于这一观点，每种微状态可能对应特定的核心脑功能。重要的是，这些认知功能在精神障碍中受损。临床高风险（CHR）是指一种与发生精神病风险增加相关的状态。先前的研究已证明CHR个体（尤其是D类）以及精神病患者中存在一致的微状态改变。然而，CHR人群中微状态改变的神经生物学和功能意义仍不清楚。由于CHR状态与神经认知能力下降（如处理速度、言语记忆、执行功能）以及特定临床症状和社会心理功能损害相关，因此研究人员在一个大型横断面CHR个体队列（n=100）中检验了静息态微状态与这些领域之间的关系。与预期相反，未发现这些临床测量指标之间存在显著相关性。该发现表明，虽然微状态参数可能在CHR个体和对照组之间存在差异，但这些改变似乎并不直接反映临床症状或神经认知与社会心理功能的神经生物学基础。因此，作为候选特质生物标志物的EEG微状态偏差需要在纵向研究中进一步研究和验证，以确定其稳定性和预测价值。
研究背景与研究目的
精神障碍，特别是精神病性障碍和精神分裂症谱系障碍，其病理生理机制至今仍未完全阐明。全球范围内，精神分裂症的患病率从1990年至2019年几乎翻倍，达到2400万例，成为导致残疾调整生命年（DALYs）第三位的精神障碍。临床高风险（CHR）状态被提出用于识别那些具有发生精神病风险增加的个体，这些个体通常表现出 attenuated 精神病性症状（亚阈值症状）和/或短暂有限的间歇性精神病性症状，常伴有功能下降。约25%的CHR个体预计在三年内转变为完全精神病，十年内转变率为35%。因此，理解CHR状态的神经生物学基础对于早期干预和预防精神分裂症谱系障碍至关重要。
静息态脑电图（EEG）微状态被认为是极具前景的生物标志物。EEG微状态是持续60–120毫秒的短暂、离散的大脑电活动地形模式，被认为反映了大规模神经元网络的瞬时、准稳定活动。传统上区分出四种经典类别（A–D）：A类与听觉和语音处理相关，B类对应于视觉处理，C类可能与默认模式网络（DMN）和显著性网络有关，D类则涉及执行控制和工作记忆等高级认知功能。已有研究一致显示，CHR个体和完全精神病患者中均存在微状态异常，尤其是D类覆盖率和发生率的降低，以及C类参数的改变。然而，这些微状态改变在CHR人群中的神经生物学和功能意义仍然模糊不清。鉴于CHR状态伴随神经认知功能（如处理速度、言语记忆、执行功能）下降、特定临床症状以及社会心理功能损害，研究人员假设这些临床特征可能与微状态参数存在关联。本研究旨在通过分析100名CHR个体的大规模横断面队列，探讨静息态微状态参数与精神病理症状、神经认知功能和社会心理功能之间的关系，以期揭示微状态改变的功能意义。
研究方法与技术路线
研究人员采用了一套标准化的多模态评估方案。首先，通过半结构化临床访谈评估CHR相关症状，包括使用精神病风险综合征结构化访谈（SIPS）及其症状量表的阳性、阴性、瓦解和一般子量表，以及儿童与青少年版和成人版精神分裂症倾向工具（SPI-CY/SPI-A）评估基本症状（BS），并计算认知-知觉基本症状（COPER）和认知障碍（COGDIS）簇。其次，通过一系列神经心理学测试评估认知功能，包括数字符号测验（DST）、连线测验（TMT A&B）、雷根斯堡词语流畅性测验（RWT）、皮博迪图片词汇测验（PPVT）、言语学习和记忆测验（VLMT）以及自我有序指向任务（SOPT）。社会心理功能通过总体功能评定量表（GAF）、社会和职业功能评估量表（SOFAS）以及社会功能总体量表（GF-S）进行评估。EEG数据采集使用74通道系统，记录10分钟闭眼静息态数据。预处理包括滤波、独立成分分析（ICA）去除眼动和心电伪迹。微状态特征提取使用Thomas Koenig开发的微状态工具箱（版本1.2），通过修正k均值聚类算法将数据聚类为四个经典类别，并计算覆盖度、持续时间、发生率以及C/D比率和转移概率（TP）等参数。统计分析采用肯德尔等级相关，并控制性别、年龄和抗精神病药物等效剂量，同时进行错误发现率（FDR）多重比较校正。此外，还进行了贝叶斯统计以评估效应存在的可能性。
研究结果
微状态特征：CHR个体的微状态地形图与既往文献报告的四幅经典地图高度相似。总解释方差高达80%，处于正常范围（65–84%）内。平均无伪迹EEG长度为386秒。年龄和药物状态对微状态参数无显著影响。
微状态与症状领域的相关性：针对C类和D类的标准微状态参数（覆盖度、持续时间、发生率）与各症状领域（SOPS各子量表、COPER、COGDIS、感知性与非感知性症状簇）之间，无论是在FDR校正后还是未校正的结果中，均未发现显著相关性。所有相关系数τ绝对值均小于0.14，未校正p值均大于0.06，贝叶斯因子（BF）范围为0.37至2.22，提示数据更倾向于支持零假设。在未用药亚组（n=65）中也得到一致结果。
微状态与神经认知测量的相关性：C类和D类的标准微状态参数与各项神经认知测量指标（DST、TMT A&B、PPVT、RWT、SOPT、VLMT）之间，在FDR校正后均无显著相关性。未校正时，仅发现TMT-A与C类覆盖度之间存在一个边缘显著的相关（τ=-0.17，未校正p=0.015），但未通过多重比较校正。贝叶斯因子范围为0.36至3.07，多数值低于3，缺乏支持替代假设的证据。在探索性分析中，纳入所有类别（A–D）的参数、C/D比率和TP后，虽出现若干未校正显著的关联，但均未通过FDR校正。
微状态与社会心理功能的相关性：C类和D类的标准微状态参数与GAF、SOFAS和GF-S三个社会心理功能量表之间，无论是否校正，均无显著相关性。所有相关系数τ绝对值小于0.14，贝叶斯因子范围为0.37至1.35。在未用药亚组中也得到一致结果。探索性分析中亦未发现稳健关联。
研究结论与讨论
本研究的核心发现是：尽管CHR个体中确实存在微状态异常（特别是D类减少、C类增加），但这些微状态参数与临床症状严重程度、神经认知表现以及社会心理功能水平之间并未建立稳健的统计学关联。这一结果出乎研究人员的预期，因为微状态被认为反映了与认知功能密切相关的核心脑网络活动，而CHR状态恰恰伴随着这些认知功能的损害。
值得注意的是，近期一项针对健康大样本的研究同样未发现微状态C和D与广泛认知功能之间的联系。这表明，微状态参数可能并不直接映射到行为层面的认知表现或临床症状上，而是可能反映了更为基础、稳定的神经生理特质。研究人员指出，微状态偏差作为一种候选的特质生物标志物（trait biomarker），其稳定性和预测价值仍需通过纵向研究进一步验证。当前研究的一个关键局限性在于横断面设计，无法考察微状态变化与疾病进展或治疗反应之间的动态关系。此外，样本虽大但仍需更大规模的多中心研究来确认这些阴性发现。未来研究应关注微状态在CHR向精神病转化过程中的纵向变化，并结合其他模态的神经影像学数据，以全面理解微状态异常的神经生物学意义。
