恐惧症中岛叶亚区域功能障碍：一项多模态磁共振成像研究

《Journal of Affective Disorders》：Insular subregional dysfunction in panic disorder: A multimodal MRI study

　　**要点摘要**- 与健康对照相比，惊恐障碍患者的dIg–S1功能连接减弱。- 在海岛皮质各亚区中，ALFF的改变呈现显著的组别×亚区交互效应。- 在六个海岛皮质亚区中，仅vIa在FDR校正后显示出PD患者相对于健康对照的显著ALFF升高。- ReHo在各海岛皮质亚区中呈方向性降低趋势，但未检测到FDR校正后显著的组间差异。## 引言惊恐障碍（PD）以反复出现意外的惊恐发作、预期性焦虑以及突出的躯体感觉为特征，包括心悸、呼吸困难、胸部不适和头晕。尽管经典神经生物学模型强调涉及杏仁核、海马、前额叶皮层、下丘脑和脑干等恐惧相关环路，但更近期的框架则突出了支持内感受和显著性信息处理的神经系统（Gorman等，2000；Pannekoek等，2013）。海岛皮质尤其相关，因为它整合了躯体信息与情感及显著性相关的加工（Craig，2003；Craig，2009）。重要的是，海马的功能具有异质性，由与躯体感觉、显著性和扣带-岛叶网络存在不同关系的不同区域组成（Deen等，2011）。脑神经纤维图谱（Brainnetome Atlas）基于连接架构，识别出六个双侧海岛皮质亚区类别：颗粒层海岛（G）、腹侧无颗粒层海岛（vIa）、背侧无颗粒层海岛（dIa）、腹侧颗粒稀疏与颗粒层海岛（vId/vIg）、背侧颗粒层海岛（dIg）和背侧颗粒稀疏层海岛（dId）（Fan等，2016）。值得注意的是，vId/vIg在原始图谱中仍为合并分区。因此，整个海岛皮质的分析或简化的解剖分区可能会掩盖亚区层面的异常。以往研究报道了PD中海岛皮质结构改变的结论不一致，包括一项早期研究中报告的海岛灰质体积增加，以及后续荟萃分析中报告的右侧海岛体积减小（Uchida等，2008；Wu等，2018）。功能性研究已发现异常的海岛-丘脑和感觉运动连接，以及岛内网络组织改变的迹象（Zhou等，2022；You等，2024）。然而，PD相关的异常是否在不同连接架构定义的海岛亚区和不同影像学测量指标中呈现一致的空间模式，目前仍不清楚。为回答这一问题，我们结合了互补的结构和静息态功能测量指标。灰质体积（GMV）的纳入旨在评估功能改变是否伴随可检测的宏观结构差异。低频波动振幅（ALFF）测量区域自发性BOLD信号波动振幅（Zang等，2007），而局部一致性（ReHo）刻画相邻体素间的局部时间一致性（Zang等，2004）。功能连接（FC）评估空间上不同区域间的时间耦合（Biswal等，1995）。这些指标共同表征了亚区框架下的区域波动振幅、局部时间组织和区域间耦合。方向性连接可能提供超越传统功能连接的额外信息。以往研究利用格兰杰因果分析（GCA）或相关方法报告了PD及其他精神疾病中海岛相关方向性交互的改变（Pang等，2021；Iwabuchi等，2014；Palaniyappan等，2013；Xie等，2022）。然而，应用于静息态fMRI的GCA估计的是有向时间依赖性而非生物学因果性，并且对BOLD时间分辨率、血流动力学变异和测量噪声敏感（Seth等，2013）。因此，探索性GCA被纳入以表征背侧颗粒层海岛与初级躯体感觉皮质之间的方向性时间影响。本研究使用脑神经纤维图谱，在六个双侧海岛亚区中考察GMV、ALFF和ReHo。此外，我们检验了四个预设的兴趣区（ROI）之间的功能连接，使用vIa + dIa复合或dIg作为种子区，以前扣带回、杏仁核、丘脑或初级躯体感觉皮质（S1）作为靶区。探索性GCA进一步考察了dIg–S1方向性影响。我们假设PD相关的异常将呈现亚区和测量指标依赖的模式，而非均匀地影响整个海岛，并在选定的海岛相关连接中表现出异常的耦合。该方法旨在表征PD中海岛异常的空间和功能组织。### 研究片段#### 参与者共纳入99名年龄18–60岁的参与者，包括2024年11月至2025年12月从四川省人民医院精神科招募的49名惊恐障碍（PD）患者，以及同期通过社区广告招募的50名健康对照（HC）。所有参与者均为右利手汉族人群。要求右利手以降低与功能侧化相关的变异性（Sha等，2021；#### 人口统计学和临床特征样本包括99名参与者（49名PD，50名HC）。年龄（p = 0.056）、性别（p = 0.187）、教育程度（p = 0.934）或平均FD（p = 0.774）未检测到显著组间差异。PDSS评分（16.69 ± 4.17）和病程（20.06 ± 31.32个月；范围1–168个月）在PD组中报告。所有PD患者均为未用药状态，因当前PD疾病首次就诊于我科精神门诊时招募，病程各不相同。人口统计学和#### 讨论在本研究中，我们考察了惊恐障碍相关的海岛异常是否在脑神经纤维图谱定义的自然六个亚区中呈现空间组织性，以及这种组织在结构、区域功能和区域间指标间是否一致。结果揭示了一种测量指标依赖而非均匀的海岛功能障碍模式：（1）ALFF呈现显著的组别×亚区交互效应，主要由腹侧区域中更大的组间差异驱动#### 结论总之，PD与测量指标依赖的海岛改变相关，而非整个海岛均匀的异常。这些发现包括dIg–S1功能耦合减弱和以vIa为主的ALFF改变，后者对区域信号质量和空间平滑具有敏感性。综上所述，这些结果强调了在表征PD功能性异常时，考虑海岛亚区组织和方法学因素的重要性。#### CRediT作者贡献声明**李雨婕：** 原创草稿撰写、方法学、数据整理。**王富民：** 软件、资源。**黄彦源：** 监督、项目管理。**邓敏：** 调查研究。**王格曼：** 概念化。**杨中伟：** 调查研究。**冯嘉辉：** 验证。**陈红笑：** 正式分析。**邹志丽：** 论文审阅与编辑、项目管理。#### 声明：写作过程中使用生成式AI和AI辅助技术的情况在本文准备过程中，作者使用了ChatGPT进行语言润色。在使用该工具/服务后，作者对内容进行了审查和编辑，并对发表文章的内容承担全部责任。#### 资金支持本研究由**四川省科技计划**（2025ZNSFSC0784）资助。#### 利益冲突声明所有作者特此声明，与本文相关的不存在任何利益冲突。#### 致谢我们感谢CAT12工具箱（Jena结构脑图谱组）和RESTplus工具箱（Jia等，2019）的开发者，他们提供了使本研究得以实现的分析基础设施。本研究使用脑神经纤维图谱（Fan等，2016）进行海岛亚区分割，我们感谢其开发者。我们同样感谢四川省人民医院精神科和磁共振成像中心的工作人员及其李雨婕 | 王富民 | 黄彦源 | 邓敏 | 王格曼 | 杨中伟 | 冯嘉辉 | 陈红笑 | 邹志丽