《NeuroImage》：Altered Resting-State Co-Activation Patterns in Obsessive-Compulsive Disorder
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这是首个使用共激活模式（CAP）分析研究强迫症（OCD）的静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）研究。研究人员识别出三种重复出现的全脑共激活模式。OCD患者表现出CAP2的持续性增加，自我转换概率更高而转换概率更低。研究结果表明OCD患者静息态脑动态的灵活性降
这是首个使用共激活模式（CAP）分析研究强迫症（OCD）的静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）研究。研究人员识别出三种重复出现的全脑共激活模式。OCD患者表现出CAP2的持续性增加，自我转换概率更高而转换概率更低。研究结果表明OCD患者静息态脑动态的灵活性降低。
**强迫症静息态共激活模式改变：一项CAP分析研究解读**
**研究背景与目的**
强迫症（OCD）是一种严重、慢性且致残的精神障碍，其核心特征为反复出现的强迫思维和/或强迫行为，严重损害日常功能。早期神经生物学模型主要聚焦于皮质-纹状体-丘脑-皮质（CSTC）回路，但越来越多的证据表明，OCD相关的异常不仅限于CSTC环路，还扩展至更广泛的大规模脑网络，如默认模式网络（DMN）、突显网络（SN）、额顶控制网络（FPCN）和感觉运动网络（SMN）。静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）通过静态功能连接（sFC）揭示了这些网络在OCD中的广泛改变，但sFC将整个扫描期间的BOLD时间关系简化为单一平均值，无法捕捉瞬态波动或快速重配置。动态功能连接（dFC）方法虽能刻画时变网络组织，但多数研究依赖滑动窗口法，该方法存在窗口长度选择主观、易受噪声影响、时间特异性降低等局限。共激活模式（CAP）分析作为一种替代框架，通过对帧级全脑活动模式进行聚类，直接识别重复出现的瞬态共波动状态，并量化其时间分数、持续性、发生次数和转换概率等时间属性，参数依赖性相对较低。鉴于OCD的强迫思维和强迫行为具有情境依赖性和反复性，且以往dFC研究结果不一致，本研究旨在应用全脑帧级CAP分析，探究OCD患者静息态脑动态的异常，尤其是特定CAP状态的过度稳定性和转换受限，并探索这些动态指标与临床症状的关联。
**研究概述与结论**
研究人员对42名OCD患者和39名健康对照（HC）进行了9分钟的闭眼静息态fMRI扫描，使用全脑帧级CAP分析识别出3种重复出现的全脑共激活状态（CAP1、CAP2、CAP3）。与HC相比，OCD患者表现出以CAP2为中心的动态异常：CAP2的时间分数增加、持续性延长、自我转换概率升高，而从CAP2到CAP1和CAP3的转换概率降低，同时CAP1和CAP3的时间分数和发生次数减少。该模式表明OCD患者静息态脑动态的灵活性降低，倾向于过度维持一种特定跨网络瞬态配置，而状态转换受限。这一发现为OCD的大规模网络功能障碍提供了更精细的动态视角，可能有助于未来的亚型分类、治疗反应预测和干预靶点研究。该论文发表在《NeuroImage》。
**主要技术方法**
研究人员使用3.0T Philips扫描仪采集rs-fMRI数据（200个全脑体积，TR?=?2700 ms）。预处理采用DeepPrep流程，包括去尖峰（AFNI 3dDespike）、头动校正、配准、空间标准化，并使用Brainnetome 246图谱（BN246）提取区域时间序列。CAP分析使用NeuroCAPs软件包，对全部帧级z标准化后的BOLD时间序列进行K-means聚类（K?=?3），无需种子区域或激活阈值。计算每个CAP状态的时间分数、持续性（帧数）、发生次数和转换概率。组间比较采用协变量调整线性模型（控制年龄、性别、平均头动位移），并经过Benjamini-Hochberg错误发现率（FDR）校正。样本队列来自Klinikum rechts der Isar，包括42名OCD患者和39名健康对照。敏感性分析包括药物状态、全局信号回归、不同图谱（Schaefer200）以及分裂半和多次初始化稳健性检验。
**研究结果**
**人口统计学和临床数据**：OCD组与HC组在年龄、性别分布和平均头动位移上无显著差异。OCD组平均Yale-Brown强迫量表（Y-BOCS）总分为21.50?±?6.11，平均病程15.24?±?11.11年，平均发病年龄18.11?±?9.21岁。
**最优CAP数选择**：通过轮廓系数、Davies-Bouldin指数、Calinski-Harabasz指数和组内平方和/惯性等指标评估K?=?3至12，K?=?3在各项指标上表现最优，结合模型简洁性和神经生物学可解释性，选定为最终解。
**CAP状态的空间特征**：CAP1和CAP3呈现大致相反的空间模式，CAP2呈中间模式。CAP2的正权重主要分布于丘脑、额叶控制相关区域、颞顶叶和内侧颞叶；负权重主要分布于双侧感觉运动皮层、岛叶和听觉相关区域。Yeo-7网络映射显示CAP2在默认模式网络为正权重，在体感运动网络为负权重。
**CAP动态指标的组间差异**：在协变量调整分析中，与HC相比，OCD患者表现出：CAP2时间分数增加（β?=?0.040，q?=?0.0108）、CAP2持续性延长（β?=?0.331，q?=?0.0040）、CAP2自我转换概率P(CAP2→CAP2)升高（β?=?0.062，q?=?0.0005）、CAP2发生次数减少（β?=?-2.375，q?=?0.0108）、从CAP2到CAP1的转换概率P(CAP2→CAP1)降低（β?=?-0.022，q?=?0.0312）、从CAP2到CAP3的转换概率P(CAP2→CAP3)降低（β?=?-0.039，q?
**CAP2的正负权重区域**：基于BN246 ROI权重，CAP2正权重前15个区域包括丘脑、额下回、内侧颞叶、颞顶叶和内侧额上回；负权重前15个区域包括听觉相关皮层、感觉运动区域和背侧岛叶。
**CAP动态与Y-BOCS分数的相关性**：在OCD组内，对组间差异显著的CAP动态指标与Y-BOCS总分、强迫思维和强迫行为分数进行探索性Spearman相关分析，经FDR校正后均未发现显著关联。
**敏感性和稳健性分析**：药物状态敏感性分析显示，已用药与未用药OCD患者在CAP2动态指标上无显著差异，表明主结果不受当前用药状态驱动。全局信号回归（GSR）预处理后，所有CAP动态指标组间差异均不显著，但全局信号振幅在两组间无显著差异，提示CAP2表型对全局共享方差的处理方式敏感，但非单纯由全局信号驱动。采用Schaefer200图谱的敏感性分析同样选择K?=?3，并识别出与主分析一致的CAP2动态异常模式（CAP2时间分数、持续性、自我转换概率增加，CAP2→CAP1转换概率降低）。分裂半复制和多重初始化分析表明CAP空间模式具有中等至良好的可重复性和极高的算法稳定性。
**总结与讨论**
本研究通过全脑帧级CAP分析，揭示了OCD患者静息态脑动态的异常，主要表现为以CAP2为中心的跨网络瞬态配置的过度维持和状态转换受限。CAP2的空间特征为默认模式网络正激活与体感运动网络负激活，并涉及丘脑和额颞顶区域，这与OCD中涉及的默认模式网络功能障碍（与内部导向、自我参照和重复思维相关）和感觉运动系统异常（与感觉-运动整合、动作监控、习惯和强迫行为相关）一致。从动力学角度看，CAP2的稳定化模式类似于吸引子态，一旦进入该状态，患者更倾向于维持而非转换，这可能反映了OCD认知和行为灵活性的神经基础。尽管组间差异显著，但CAP2动态指标与Y-BOCS症状评分无显著线性相关，提示CAP2稳定性可能作为特质性神经标志或脆弱性指标，而非当前症状严重度的直接反映，这也与OCD的临床异质性和症状维度复杂性相符。敏感性分析表明，主结果在药物状态、图谱选择、聚类稳定性上稳健，但对全局信号回归处理敏感，提示解释时需考虑预处理策略的影响。
**结论**：总之，在CAP框架内，本研究为OCD的静息态动态异常提供了更精细的证据。研究结果表明，OCD的特征是过度维持以CAP2为中心的跨网络瞬态配置，以及状态转换受限，而不仅仅是静态连接异常。这些结果为OCD的大规模网络功能障碍提供了更具体的动态视角，并可能为未来的亚型分类、治疗反应预测和干预靶点研究提供信息。
