自杀尝试与非自杀性自我伤害的神经功能连接差异：基于UK Biobank的大样本静息态fMRI研究

《Psychological Medicine》：Neural correlates of self-directed violence: A large-sample resting-state fMRI study from UK Biobank

　　

摘要 背景：自杀仍是全球主要死因之一，凸显识别与自杀行为相关的神经生物学标志物的重要性。尽管非自杀性自我导向暴力（NSSDV）是未来自杀尝试（SA）的既定风险因素，但这些行为背后的神经学差异仍未被充分理解。 方法：共有1,070名有自我导向暴力（SDV）史的参与者，根据自我报告问卷被分为SA组（n=579）和NSSDV组（n=491）。所有数据均来自UK Biobank，收集时间为2016年10月至2024年1月。研究人员分析了覆盖90个脑区的全脑连接组。采用一般线性回归模型（GLM）来识别与SA显著相关的功能连接（FC）。一项探索性分析检验了FC与SDV频率和新近度之间的相关性。 结果：与NSSDV相比，SA组表现出双侧杏仁核和右侧壳核的FC降低，同时右侧尾状核的FC升高。较高的SDV频率与眶额皮层（OFC）和枕叶区域之间FC的增加相关，而在过去12个月内报告过SDV的个体则显示出OFC与直回及颞叶之间FC下降的趋势。 结论：这项大样本静息态fMRI（rs-fMRI）研究突出了与自我伤害不同维度相关的独特FC改变。结果表明，边缘系统和奖赏回路在区分SA与NSSDV以及捕捉与SDV频率和新近度相关的变异方面显得尤为重要。这些见解增进了对自杀行为神经生物学基础的理解，并可能为有针对性的风险分层提供依据。

论文解读文章

研究背景与科学问题

自杀是全球范围内导致死亡的主要原因之一，其发生机制复杂，涉及生物、心理和社会环境等多重因素。尽管已有大量研究关注自杀行为的神经生物学基础，但现有证据仍不充分。特别是，非自杀性自我伤害（NSSI）被认为是未来自杀尝试（SA）的重要风险因素，然而这两种行为背后的神经机制是否存在本质区别，目前尚缺乏大样本研究的系统性验证。既往神经影像学研究多集中于小样本，且较少直接比较SA与非自杀性自我导向暴力（NSSDV）之间的静息态功能连接（FC）差异。因此，本研究旨在利用UK Biobank这一大规模人群数据库，探讨：（1）有终生SA史与有终生NSSDV史个体之间的FC差异；（2）SDV的频率和新近度与FC变化之间的关系。通过揭示rs-fMRI表型的差异，研究期望为自杀行为的神经生物学区分提供关键见解，从而促进更精准的风险识别和早期干预策略的制定。

研究方法概述

本研究的数据来源于UK Biobank，这是一个包含超过50万名参与者的英国人口为基础的生物医学研究项目。研究人员从2016年10月至2024年1月间收集数据，最终纳入1,070名有自我导向暴力（SDV）史的参与者。根据自我报告问卷，参与者被分为SA组（n=579）和NSSDV组（n=491）。MRI数据采集使用西门子Skyra 3T扫描仪，包括结构T1加权成像和静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）。预处理采用DPARSF和SPM12工具包在MATLAB环境中完成，包括时间点校正、头动校正、配准、标准化至MNI空间以及协变量回归等步骤。功能连接分析基于自动解剖标记图谱（AAL-90）将大脑划分为90个脑区，提取各脑区血氧水平依赖（BOLD）信号的时间序列，计算皮尔逊相关系数以评估每对脑区间的FC，并进行Fisher r-to-z转换。统计分析采用一般线性回归模型（GLM），共进行4,005次检验，控制年龄、性别、BMI和平均帧位移（FD）作为协变量，并使用Benjamini-Yekutieli程序进行假发现率（FDR）校正。此外，还进行了5,000次置换检验以评估各脑区显著连接数的基率。

研究结果

与SA相关的功能连接改变

与NSSDV组相比，SA组在双侧杏仁核表现出广泛的FC负相关，而在右侧尾状核表现出FC正相关。在FDR校正后（α=0.05），共有505个模型保持显著。左侧杏仁核与右侧海马旁回之间的FC在p<0.0005的显著性水平下与SA呈负相关。置换检验表明，共有14个脑区超过了置换衍生零分布的第95百分位（P_perm<0.05）。

与SDV频率相关的功能连接改变

随着SDV频率的增加，研究人员观察到FC的正相关聚类，主要集中在双侧额中回、眶额皮层（OFC）、楔叶和枕叶。在FDR校正后，共有262个模型保持显著。右侧楔叶与右侧眶部额中回之间的FC在p<0.0001的显著性水平下与SDV频率呈正相关。置换检验显示，共有4个脑区超过了第95百分位（P_perm<0.05）。

与SDV新近度相关的功能连接改变

在过去12个月内有过SDV行为的个体，在双侧额中回、OFC、直回和颞叶表现出FC的负相关。在FDR校正后，共有152个模型保持显著。右侧舌回与左侧距状皮层之间的FC在p<0.001的显著性水平下与SDV新近度呈负相关。然而，无论是否排除精神疾病共病患者，均无脑区超过置换检验的第95百分位。

与自伤想法新近度相关的功能连接改变

基于PHQ-9第9题评估的自伤想法新近度分析显示，过去两周内自伤想法增加与右侧额下回三角部的FC负相关相关。该脑区在排除精神疾病共病患者前后均超过了置换检验的第95百分位（P_perm<0.05）。

讨论与结论总结

讨论部分：本研究发现的关键FC差异反映了与SDV临床表现相关的奖赏回路和边缘系统的改变。SA组相较于NSSDV组在双侧杏仁核和右侧尾状核存在广泛的FC改变，这支持了SA与NSSI之间存在神经功能上的区分。杏仁核作为边缘网络的关键结构，参与恐惧、焦虑等情绪处理，其功能障碍与自杀行为密切相关。尾状核包含伏隔核，是奖赏回路的核心枢纽，其在SA中的FC增加可能反映了奖赏回路的功能失调。对于SDV频率，OFC与视觉相关枕叶区域的FC增加，提示视觉刺激可能在SDV的神经环路中发挥作用。而SDV新近度相关的OFC与直回及颞叶的FC下降，则可能与决策和情绪调节功能的受损有关。值得注意的是，自伤想法新近度与额下回而非OFC相关，这可能反映了从意念到行动框架进展中主导脑区的转变。研究也指出了局限性，包括横断面设计无法推断因果关系、精神疾病诊断不足带来的异质性等，但这种异质性也增强了结果的普适性。

结论部分翻译：本研究利用大样本的UK Biobank数据，调查了有终生SA史与有终生NSSDV史个体之间的FC差异。主要发现显示，SA与双侧杏仁核和右侧壳核的FC降低以及右侧尾状核的FC增加相关。较高的SDV频率与OFC和视觉相关枕叶之间的FC增加相关，而过去12个月内的近期SDV则与OFC（特别是与直回和颞叶）的FC下降相关。这些观察结果支持了自杀行为中存在神经生物学失调的观点，尤其是在边缘系统相关的脑区。未来的研究需要进一步探讨易感因素（如早年逆境和家族史）如何影响功能性神经影像发现。总体而言，本研究为自杀行为的神经生物学机制提供了有价值的见解，并可能有助于风险分层，最终为公共自杀预防工作提供信息。