兴奋剂药物对健康对照者和ADHD成人灰质和白质指标的急性效应

《Brain and Behavior》：Acute Effects of Stimulant Medication on Gray Matter and White Matter Indices in Healthy Controls and Adults With ADHD

　　

引言：已有研究报道短期潜伏期变化，涉及灰质体积（GMV）和弥散张量成像（DTI）指标，包括睡眠剥夺、高碳酸血症、短时视觉和伤害性刺激，以及单剂量精神活性药物摄入后数小时内。方法：在目前的研究中，研究人员使用体素和表面形态学（VBM and SBM）以及弥散张量成像（DTI）调查了单剂量兴奋剂药物（CS）对78名参与者（包括42名健康对照者和36名年龄和性别匹配的ADHD成人）灰质和白质指标的急性效应。在类似条件下还测量了心率和血压作为生理协变量。结果：对于整个组（n=78），CS的急性摄入导致双侧岛盖、脑岛、扣带回和旁扣带回皮层、梭状回、颞叶上中下回以及右侧壳核和尾状核的GMV明显增加，并导致更广泛右侧偏侧化的皮层厚度明显增加；皮层厚度的明显变化也见于ADHD患者，但健康对照者未见。CS给药还增加了双侧胼胝体、放射冠和右侧上纵束的分数各向异性（FA），在CS摄入前后，健康对照者和ADHD患者之间的VBM、SBM或FA无显著差异。CS摄入后两组的心率和血压均显著增加，ADHD患者的收缩压增幅大于健康对照者。灰质和白质结构变化与心率或血压变化之间未检测到显著相关性。结论：结合VBM、SBM和DTI指标，该研究首次显示CS摄入后1-2小时内ADHD成人脑内出现明显结构变化。目前尚不清楚这些明显结构变化的原因，但尽管如此，在纵向VBM、SBM和DTI研究中应考虑这些变化。

### 论文解读：单剂量兴奋剂药物对ADHD成人脑结构指标的急性效应

**研究背景与问题**
注意缺陷多动障碍（ADHD）是一种神经发育障碍，影响约6%儿童和3%成人，核心表现为注意调节困难和自上而下抑制控制障碍。刺激性药物（如哌甲酯MPH和赖氨酸右苯丙胺LDX）是药物治疗的主要手段。已有大量研究报道ADHD患者存在脑结构与功能异常，但部分研究提示兴奋剂治疗可能逆转某些异常。近年来，多项研究意外发现，短期生理刺激或单剂量药物干预可快速改变灰质和白质指标，例如睡眠剥夺、高碳酸血症、短时视觉或伤害性刺激后数分钟至数小时内即可观察到体素形态学（VBM）和弥散张量成像（DTI）指标的变化。基于Tost等人（2010）发现多巴胺D2受体拮抗剂氟哌啶醇可在摄入后数小时内诱导可逆的纹状体体积减少，研究人员假设：增强多巴胺传递的兴奋剂药物可能产生相反效应，即增加多巴胺支配区域（如纹状体）的VBM和表面形态学（SBM）指标。然而，目前尚不清楚单剂量兴奋剂药物是否在ADHD成人中引起类似的急性脑结构变化，以及这些变化是否与生理指标（心率和血压）相关。本研究旨在填补这一空白。

**研究方法**
研究人员从瑞典?rebro大学医院神经精神病学门诊招募了36名ADHD成人（其中30人对CS有反应，6人无反应），并从大学校园和医院区域招募了42名健康对照者。所有参与者均接受3 Tesla MRI扫描，包括T1加权结构像（用于VBM和SBM分析，使用CAT12软件）和DTI（用于分数各向异性FA和平均扩散率MD，使用FSL的TBSS分析）。在基线（无药物）和单剂量CS摄入后1-2小时（峰值浓度期间）进行两次扫描。CS对于健康对照者为30 mg短效MPH，对于ADHD患者为其治疗药物（MPH或LDX，剂量由医生优化）。同时测量心率和血压作为生理协变量。统计方法采用2×2重复测量方差分析，使用阈值自由簇增强（TFCE）和5000次置换检验进行多重比较校正（FDR校正，p<0.05）。

**研究结果**
**3.1 兴奋剂药物对心率和血压的影响**
重复测量方差分析显示，心率存在显著主效应（p=0.004），ADHD患者基线心率高于健康对照者。药物主效应显著，摄入CS后心率（p=0.0002）以及收缩压（p=0.001）和舒张压（p=0.02）均增加。交互效应显示，ADHD患者收缩压增幅显著大于健康对照者（p=0.03）。
**3.2 兴奋剂药物对VBM和SBM指标的影响**
对于整个组（n=78），CS摄入后1-2小时，VBM显示双侧岛盖、脑岛、扣带回和旁扣带回皮层、梭状回、颞叶上中下回以及右侧壳核和尾状核的灰质体积（GMV）明显增加。SBM显示广泛右侧偏侧化的皮层厚度明显增加，且ADHD患者（n=36）中可见此效应，但健康对照者（n=42）中未发现。两组间无显著主效应或交互效应。
**3.3 兴奋剂药物对DTI测量的影响**
对于整个组，CS摄入后多个脑区FA明显增加，包括双侧胼胝体（对称）、前放射冠（对称）和右侧上纵束。平均扩散率（MD）无显著主效应或交互效应。

**讨论与结论**
讨论部分指出，这些快速发生的结构变化不像是实验伪影，因为它们在预期脑区出现（如纹状体体积增加与氟哌啶醇效应相反）。然而，变化速度（1-2小时内）使得单纯用微结构重塑解释难以成立，更可能涉及脑血流动力学改变、脑脊液移位或代谢物浓度变化。本研究未发现生理指标（心率、血压）与结构指标变化之间的相关性，排除了全身性血流动力学因素的直接解释。结论部分翻译：在本论文中，研究人员首次展示了单次CS药物暴露导致的灰质和白质指标的快速起效变化。此前已在D2拮抗剂和GABA_B激动剂中观察到类似的快速起效灰质体积变化。未来需要包括动物模型在内的实验来表征这些快速起效变化的潜在本质。该研究发表于《Brain and Behavior》。