创伤后应激障碍（PTSD）中小脑前部与后部划分与经典网络的功能连接差异

《Journal of Mood & Anxiety Disorders》：Differential resting-state functional connectivity of anterior and posterior cerebellar divisions with canonical networks in PTSD

　　

专业摘要翻译 背景：创伤后应激障碍（PTSD）是一种复杂的精神疾病，可能在经历单一或系列创伤事件后发展，导致认知和情感过程紊乱。尽管传统上认为小脑与自主运动协调和平衡有关，但近期研究强调小脑后部区域参与情感和认知功能。本研究旨在探究PTSD中小脑与经典皮层静息态网络之间的功能连接，特别关注基于先前报道的PTSD相关结构变化的小脑后部。 方法：共有313名参与者（年龄平均值Mage=35岁，218名女性）来自ENIGMA-PTSD工作组内的八个研究站点，分为两组：119名PTSD患者和194名健康对照。研究人员使用ACAPULCO将小脑分割为后部和前部。采用经HALFpipe预处理的静息态功能磁共振成像（fMRI）评估小脑前部和后部与主要经典皮层网络的功能连接。 结果：与非PTSD对照组相比，PTSD组小脑后部与躯体运动网络（t=4.32，p=0.040）和默认模式网络（t=4.41，p=0.040）的连接性更强。相应地，PTSD症状严重程度与小脑后部相对于前部与主要皮层网络的差异性增强连接有关。PTSD症状严重程度与小脑后部与默认模式网络（t=4.32，pfdr=0.020）、躯体运动网络（t=3.57，pfdr=0.040）、边缘网络（t=3.74，pfdr=0.036）、突显网络（t=3.61，pfdr=0.040）和中央执行网络（t=3.59，pfdr=0.040）的连接性增强呈正相关。 结论：PTSD症状严重程度与小脑后部与默认模式网络、突显网络和中央执行网络的连接性改变相关。小脑后部作为一个重要的社会情感中枢，其皮层连接参与了PTSD病理过程。

论文解读文章

研究背景

创伤后应激障碍（PTSD）是一种复杂的神经精神疾病，其核心临床特征包括闯入性再体验、回避、认知和心境的负性改变以及过度警觉。既往研究广泛证实了内侧颞叶区域如前额叶皮层等脑区在PTSD中的重要作用，但小脑的作用长期被忽视。然而，近年来的证据表明，小脑的功能远不止于运动协调与平衡控制，它深度参与情绪信息编码、情绪学习以及与社会行为相关的调节过程。特别是小脑后部作为进化上较新的新小脑，与背内侧前额叶皮层（dmPFC）和右侧颞顶联合区（TPJ）等支持社会认知和心理化功能的脑区存在强连接，并且与恐惧学习和记忆密切相关。已有研究报道PTSD患者小脑体积减小，尤其是小脑后部的萎缩最为显著，而负责运动和平衡的旧小脑则相对保留。这些发现提示小脑可能参与了PTSD的病理生理机制。然而，以往关于PTSD中小脑功能连接的研究多将小脑视为一个整体区域进行分析，缺乏对其前部与后部不同功能分区与经典皮层网络之间差异化连接的深入探讨。因此，本研究旨在利用大规模多中心数据，系统考察PTSD中小脑前部与后部与经典静息态网络的功能连接差异，特别聚焦于小脑后部。

研究方法与技术

研究人员采用了ENIGMA-PTSD工作组的元分析方法，整合了来自八个研究站点的个体水平数据。主要关键技术方法包括：

1. 1.
   样本来源：共313名参与者，其中119名PTSD患者和194名创伤暴露的健康对照，来自ENIGMA-PTSD工作组的多中心数据库。
2. 2.
   小脑分割：使用ACAPULCO自动分割工具对每位参与者的T1加权结构像进行小脑分割，提取出前部小叶和小脑后部区域，排除了蚓部和绒球小结叶区域。
3. 3.
   功能影像预处理：采用ENIGMA标准化的HALFpipe流程对静息态功能磁共振成像（fMRI）数据进行预处理，包括空间平滑、时间校正、去噪处理及严格的质量控制。
4. 4.
   功能连接计算：基于Schaefer 400分区图谱提取皮层400个区域的BOLD信号时间序列，同时提取20个小脑区域的时间序列，计算两者之间的Pearson相关系数，并进行Fisher Z转换以获得稳定的连接度量。
5. 5.
   统计分析：使用线性混合效应模型，以PTSD诊断或症状严重度、年龄、年龄平方和性别作为固定效应，研究站点作为随机截距，并采用错误发现率（FDR）方法进行多重比较校正。

研究结果

1. PTSD诊断与小脑-皮层网络连接的关系

研究发现，与对照组相比，PTSD诊断组表现出更多显著的小脑-皮层功能连接改变。具体而言，PTSD组的小脑前部小叶IV和V与默认模式网络（DMN）的连接性显著增强。更重要的是，小脑后部多个节点，包括VIIb、VIIIb小叶、Crus I和Crus II，与默认模式网络（DMN）以及躯体运动网络A和B的连接性也显著增强。

2. PTSD症状严重度与小脑-皮层网络连接的关系

与诊断分析结果一致，PTSD症状严重度与小脑后部与多个皮层网络的连接性增强呈正相关，这些网络包括默认模式网络（DMN）、躯体运动网络、边缘网络、突显网络（SN）和中央执行网络（CEN）。此外，小脑前部与默认模式网络（DMN）、突显网络（SN）和中央执行网络（CEN）的连接性也与症状严重度相关。

3. 小脑前后部差异的量化检验

曼-惠特尼U检验证实，在PTSD症状严重度关联方面，小脑后部亚区表现出显著更多的功能连接改变数量，显著多于小脑前部亚区。针对特定网络的进一步分析显示，小脑后部与默认模式网络（DMN）的连接改变数量显著多于小脑前部，但在中央执行网络（CEN）和突显网络（SN）上未观察到这种显著的前后部差异。

4. 共病抑郁的补充分析

在模型中纳入共病重性抑郁障碍（MDD）作为协变量后，上述功能连接差异不再显著，这反映了PTSD与MDD之间高度的临床重叠和共享方差。

讨论与结论

讨论部分指出，本研究的核心发现是PTSD与默认模式网络（DMN）、中央执行网络（CEN）和突显网络（SN）等经典网络之间的小脑功能连接异常密切相关，且这种影响更显著地体现在小脑后部。这与小脑后部在社会情绪处理和认知功能中的关键角色相符。研究人员认为，小脑并非独立于已知的PTSD神经环路（如杏仁核、海马和前额叶皮层），而是作为这些大规模网络的整合组件发挥作用。小脑后部与默认模式网络（DMN）的异常连接可能与闯入性记忆和自我参照加工失调有关；与中央执行网络（CEN）的连接异常可能影响认知控制和注意力调节；而与突显网络（SN）的连接改变则可能干扰威胁检测和情绪突显的加工。这些发现拓展了现有的PTSD神经生物学模型，强调了小脑在网络层面功能障碍中的贡献。此外，研究还讨论了这些发现对于治疗干预的潜在意义，例如认知加工疗法（CPT）已被证明可改变小脑-网络连接，而经颅磁刺激（TMS）对小脑后部的调控可能成为改善PTSD症状的新靶点。

研究结论翻译：PTSD与小脑前部和后部与涉及执行控制、自我参照加工、突显检测和感觉运动整合等多个网络的功能连接破坏有关。小脑后部与默认模式网络、中央执行网络和突显网络之间连接性的增强可能与PTSD的核心症状，包括过度警觉、闯入性记忆和情绪失调相关。绘制小脑分区与大规模网络之间的关系为建立治疗靶点和环路水平功能障碍的模型提供了框架。