睾酮调节默认模式网络及其对人类认知功能和情绪的影响:一项系统综述

《Frontiers in Neuroscience》:Testosterone modulation of default mode network and its effects on cognitive function and mood in humans: a systematic review

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月15日 来源:Frontiers in Neuroscience 4.0

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  专业术语翻译 摘要 睾酮(Testosterone)对大脑结构和功能具有广泛影响,然而其对大规模神经网络,特别是默认模式网络(default mode network, DMN)的影响仍知之甚少。过去十年间的研究证实了DMN在自我参照加工(self-refer

  
专业术语翻译 摘要 睾酮(Testosterone)对大脑结构和功能具有广泛影响,然而其对大规模神经网络,特别是默认模式网络(default mode network, DMN)的影响仍知之甚少。过去十年间的研究证实了DMN在自我参照加工(self-referential processing)、社会认知(social cognition)和情绪调节(mood regulation)中的作用。神经影像学研究表明,睾酮与大规模脑网络,尤其是DMN,在认知功能和情绪领域存在联系。研究人员根据PRISMA指南,于2026年3月至4月对PubMed数据库进行了系统性检索,仅限于过去15年内发表的人类神经影像学研究。本综述共纳入10项研究。研究人员根据研究设计,分别使用RoB 2、纽卡斯尔-渥太华量表(Newcastle-Ottawa Scale, NOS)、美国国立卫生研究院(NIH)质量评估工具和AXIS工具评估偏倚风险。研究发现,睾酮相关的DMN改变出现在关键的自我参照中枢区域,包括内侧前额叶皮层(medial prefrontal cortex, mPFC)、前扣带回皮层(anterior cingulate cortex, ACC)、楔前叶(precuneus)和角回(angular gyrus)。这些效应具有高度的性别特异性、依赖于发育阶段,并对雄激素暴露的形式和程度敏感。睾酮水平主要与情感反应性(affective reactivity)和自我参照加工的改变有关,包括攻击性调节和身体自我认同。总体而言,睾酮相关的DMN连接性调节似乎高度依赖情境,其功能性后果主要影响自我参照和情感领域,而非外部导向的认知。纳入研究的高度异质性,以及许多研究中缺乏更广泛的激素谱分析,限制了因果推断。未来的研究应优先采用随机纵向设计,结合全面的激素评估和均衡的性别代表性,以阐明睾酮相关DMN调节的治疗相关性。 系统综述注册: 标识符:CRD420261368147。

论文主体部分内容总结

1 引言

睾酮(Testosterone)是一种对男性和女性生殖功能至关重要的性激素。越来越多的证据表明,性激素在多种认知功能中扮演重要角色,包括情景记忆(episodic memory)、注意力、执行功能和自我参照思维。此外,存在于不同浓度下的性激素(如雌二醇和睾酮)已被证明在整个生命周期中直接影响神经结构。通过分布于整个神经系统的雄激素受体(androgen receptors),睾酮调节突触可塑性,并可能与阿尔茨海默病(Alzheimer‘s disease, AD)、精神分裂症和自闭症谱系障碍等疾病有关。内源性睾酮水平与语言流畅性、视觉空间能力、情景记忆和执行功能表现之间存在关联。在一项针对老年男性的大规模研究中,睾酮水平与处理速度、持续注意力和工作记忆相关,表明生物可利用睾酮水平的下降与认知障碍和痴呆风险增加相关。睾酮的大部分中枢效应是通过芳香化酶转化为雌二醇(estradiol)介导的,该酶在皮层和边缘区域高度表达。因此,归因于睾酮的神经效应应在更广泛的激素环境中考虑,而不是孤立地看待。支持这一概念的是,密集采样的神经影像学研究显示,雌二醇的日常波动与大规模皮层网络的重组有关,尤其是在与DMN重叠的区域。睾酮通过对位于关键多巴胺能回路区域(如伏隔核和腹侧被盖区)的雄激素受体的作用,调节中脑边缘和中脑皮层通路中的多巴胺能信号。此外,据报道,睾酮通过调节γ-氨基丁酸A型(GABA-A)受体介导的GABA能信号和N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体介导的谷氨酸能传递,导致海马和前额叶皮层的兴奋-抑制稳态发生改变。研究发现睾酮水平与血清素4受体结合呈负相关,特别是在海马体中,表明睾酮在血清素能信号传导中发挥重要作用。
近期证据表明,认知和情感过程(如自我参照思维、执行控制和情绪调节)并非局限于单一结构,而是源自分布式全脑功能网络的协调活动。DMN连接性与个体在发育和衰老过程中的认知功能差异直接相关,支持将网络级连接性作为理解睾酮相关神经认知效应的有意义分析单元。因此,检查大规模脑网络可能为识别睾酮与认知/情绪领域相互作用的机制提供一个有前景的框架。一些研究表明,大脑中复杂的大规模功能网络相互作用是认知功能和行为的基础。新兴的神经影像学证据显示,外源性睾酮给药导致额叶-皮层下和额叶-顶叶连接的破坏。此外,使用内源性睾酮水平可以预测参与认知控制的杏仁核-额叶静息态连接的性别特异性模式。在接受睾酮治疗的跨性别男性中,研究报告了功能性脑网络连接的纵向变化,包括治疗后情感和显著性回路的变化。
默认模式网络(default mode network, DMN)是一个负责自我反思和心理探索的功能性脑网络,在大脑发育中起着关键作用。DMN包括内侧前额叶皮层、后扣带回皮层、楔前叶和角回等结构,它们相互连接形成一个大规模脑网络。DMN在社会认知、前瞻性思维和心智游移中的核心作用现已得到充分证实。此外,DMN被认为是三重网络模型中的一个网络,该模型还包括突显网络(salience network)和额顶网络(frontoparietal network)。突显网络作为一个动态开关,调节由DMN执行的内部导向过程和由额顶网络执行的外部导向过程之间的转换。颅内记录提供了直接证据,表明前岛叶(突显网络的核心枢纽)对DMN和额顶网络施加任务依赖性影响,从而协调内部和外部导向处理之间的平衡。因此,一些认知和情感功能(包括情感反应性、威胁评估和工作记忆)不太可能单独依赖DMN,而似乎是依赖于其与突显网络和额顶网络的动态相互作用。DMN连接性改变已在阿尔茨海默病、重度抑郁症和精神分裂症中被记录,强调了其在情绪和认知中的关键功能。DMN活动失调已被确定为临床和亚临床人群中情绪困扰的一致相关因素。DMN的病理性过度参与反映了三重网络模型内平衡的破坏,导致DMN与额顶网络之间健康反相关关系的失败,并与抑郁症状严重程度直接相关。另一项系统综述发现抗抑郁治疗具有积极作用,显示出随时间推移DMN超连接性的正常化。总之,这些发现表明DMN连接性损伤可能是情绪失调的一种跨诊断神经机制,并具有作为治疗监测生物标志物的潜力。在三重网络模型包含的三个大规模脑网络中,本综述选择聚焦于DMN,因为其在自我参照加工和情感调节中的作用已得到充分证实。相比之下,额顶网络主要支持外部导向的认知控制和注意力需求任务,而突显网络负责检测行为相关刺激并协调DMN和额顶网络之间的动态切换。睾酮也被认为与若干与DMN功能相关的过程有关,包括自我感知、威胁评估和攻击性调节。因此,DMN功能角色与所报道的睾酮效应之间的重叠为聚焦于DMN作为睾酮相关认知和情绪变化潜在中介提供了理论基础。现有证据为睾酮在情绪和认知中的功能提供了基于神经递质的强有力机制。然而,越来越多的数据表明认知涉及网络层面的参与。因此,本综述主要关注睾酮在调节DMN连接性中的作用及其对自我参照加工和情感反应性的潜在影响,同时也在有证据的情况下讨论更广泛的认知结果。

2 材料和方法

本系统综述遵循系统综述和荟萃分析首选报告项目(Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses, PRISMA)指南。该综述已在PROSPERO注册(CRD420261368147)。
2.1 检索策略
使用PubMed识别和筛选相关研究。初步检索于2026年3月至4月进行,限于2011年后、过去15年内发表的英文人类研究。检索词涵盖了睾酮/雄激素暴露、DMN/连接性术语以及认知/情绪结果三个概念领域。此外,还进行了手动互联网检索和对纳入研究参考文献列表的检索。两名独立评审员参与了筛选过程。
2.2 纳入和排除标准
排除任何二次文献或方法不可靠的研究。纳入的研究需评估DMN、测量睾酮,并报告认知或情绪结果。检查DMN结构但未在全文中提及DMN的神经影像学研究被排除。本综述旨在提供直接或间接证据的研究,以对该当前尚未充分探索的领域进行更广泛的分析。仅纳入人类研究,以便为未来潜在的睾酮调节DMN的临床试验提供数据。纳入了评估DMN活动和/或连接性的研究,不限制测量类型。
2.3 数据和结果提取
两名独立评审员提取了以下信息:作者、年份、期刊、标题、研究设计、样本、所用脑成像工具、主要发现、报告的局限性、睾酮评估/实验操作方法、DMN相关发现以及认知和情绪领域。
2.4 偏倚风险评估
由于研究设计的多样性,使用了四种偏倚风险评估工具:用于随机试验的Cochrane偏倚风险工具(RoB 2)、纽卡斯尔-渥太华量表(NOS)、用于观察性队列和横断面研究的NIH质量评估工具以及AXIS工具。总体判断被标准化为低、中或高偏倚风险,以便在不同评估工具之间进行一致的解释。通过将每个工具的领域级别或项目级别判断映射到一个共同的对应于低、中、高整体偏倚风险的三层框架来实现统一。这种定性映射取代了数值综合评分。偏倚风险评估由两名独立评审员进行。

3 结果

3.1 研究选择
PubMed数据库初始检索获得531条记录。经过摘要和标题筛选,55项研究进入全文评估。全文筛选后,45项研究不符合纳入标准,最终有10项研究被纳入本系统综述。
3.2 研究特征
这10项纳入研究发表于2014年至2026年间,研究设计高度异质,范围从密集采样的单被试精准成像设计到包含3024名青春期女性的大型多模态队列。样本包括健康青少年和成年人、接受性别确认激素治疗的跨性别个体、当前和既往合成代谢雄激素类固醇(anabolic-androgenic steroid, AAS)使用者、接触口服避孕药的女性以及处于月经周期各阶段的女性。所有研究均使用任务态fMRI或静息态fMRI作为神经影像学方法,其中一项研究额外使用了结构MRI和弥散MRI/DTI。认知和情绪结果涵盖工作记忆、同伴评价、攻击性/挑衅、自我参照身体感知、整体情绪困扰和决策等领域。睾酮暴露通过多种方法评估,包括内源性血清或唾液水平、羊水中的胎儿睾酮、外源性睾酮给药、长期合成代谢雄激素类固醇暴露、跨性别激素治疗以及雄激素性激素避孕药暴露。大多数研究的关键局限性包括样本量小或仅限单性别,以及缺乏更广泛的激素评估。
3.3 DMN发现的综合
3.3.1 成年男性
在当前AAS使用者中,观察到杏仁核与DMN之间的功能连接显著降低,且与剂量、依赖性、用药周期状态以及睾酮与表睾酮比值升高相关。在一项双盲、安慰剂对照的随机对照试验(RCT)中,与社会挑衅后决策相关的DMN激活在暴露于外源性睾酮的健康男性中比对照组更强,表明睾酮在反应性攻击背景下参与了DMN活动。在对一名男性的密集采样研究中,日间睾酮波动与DMN连接性呈负相关,尽管最强的激素-大脑关联是在非DMN系统中观察到的。
3.3.2 成年女性
在使用雄激素性口服避孕药(oral contraceptive, OC)的女性中,与自然周期女性相比,发现了DMN前后部成分的改变,特别是mPFC连接性增强。在自然周期中也报告了后部DMN区域(如颞叶皮层和楔叶/楔前叶)随月经周期的变化。
3.3.3 接受性别肯定激素治疗的跨性别成年人
在治疗前的跨性别参与者中,与顺性别对照组相比,报告了DMN内部的连接性较弱,尤其是在ACC、mPFC、楔前叶、角回和上顶叶皮层。在跨性别激素治疗后,DMN连接性增加到与顺性别对照组相当的水平,随访时不再检测到显著差异。
3.3.4 青少年和发育人群
青少年样本的内源性激素研究呈现出更为复杂的性别依赖性DMN变化模式。较高的胎儿睾酮水平预测了青春期男性(而非女性)DMN前部和后部子系统之间的连接性降低。在控制青春期的同期睾酮水平后,相似的结果仍然显著。在空间工作记忆任务中,青春期女孩表现出DMN区域(包括楔前叶和前扣带回皮层)更强的去激活,而男孩则表现出更大的额叶皮层募集。未发现内源性睾酮在性别差异中起显著中介作用。同样,一项研究报告了年轻女性参与者中较高唾液睾酮与工作记忆任务期间更强的ACC去激活之间的关联,而男性参与者中较高睾酮与前中央回激活增加相关。在一个大型早期青春期女性多模态队列研究中,睾酮与DMN及其后部子成分(压后皮质-颞叶网络)之间的连接性增加有关,同时与DMN与奖赏相关和控制相关网络之间的连接性降低有关。值得注意的是,该研究同时评估了睾酮和脱氢表雄酮(dehydroepiandrosterone, DHEA),作者将这两种雄激素解释为共同而非独立地与大脑结构相关,因此不能完全区分这些DMN发现中睾酮的特异性贡献。相比之下,在青春期女性进行同伴评价时,未发现睾酮对DMN连接性的影响。该研究同样测量了青春期睾酮和DHEA,并报告DHEA(而非睾酮)是与奖赏相关网络连接性更一致的雄激素,再次提示睾酮在该样本中对DMN的表观缺失效应应与其与DHEA的共享方差一起解释,而非孤立地看待。最后,上述在成年男性部分讨论的密集采样研究显示了DMN连接性与睾酮水平之间的负相关,尽管最强的激素-大脑关联是在非DMN系统中观察到的。
3.4 认知结果
睾酮相关DMN变化与认知结果之间的关联按性别、性别认同和发育/生殖阶段进行了综合;总体而言,这些关联不如网络层面改变本身那样一致。
3.4.1 成年男性
在纳入的成年男性样本研究中,没有报告与DMN变化相关的传统认知表现结果;该群体的行为结果主要集中在情感反应性和决策方面。
3.4.2 成年女性
尽管有人提出OC使用者的认知变化可能受到大规模脑网络的影响,但未发现睾酮相关DMN变化与认知功能之间的直接联系。
3.4.3 接受性别肯定激素治疗的跨性别成年人
在该群体中,未报告与DMN变化相关的传统认知表现结果;报告的结果主要集中在自我参照身体感知方面。
3.4.4 青少年和发育人群
尽管存在神经募集上的差异(女孩表现出更强的DMN去激活,男孩表现出更强的额叶激活),但未报告空间工作记忆准确性或反应时间方面的性别差异。同样,一项研究发现睾酮相关DMN变化与认知控制之间无相关性。在另一项研究中,展示了在工作记忆任务中睾酮水平与大脑激活之间的性别和年龄特异性关联,但未报告与睾酮相关的表现优势。在一个大型早期青春期女性队列中,在与视觉空间和执行处理有关的区域中识别出睾酮相关的结构和静息态特征,但任务态的情绪性n-back激活与睾酮无关。此外,双氢睾酮(dihydrotestosterone, DHT)失调的基因富集于综合征性自闭症和智力残疾,并显示出与皮层中线DMN子系统相似的空间表达模式。
3.5 情感和情绪相关结果
3.5.1 成年男性
睾酮给药与攻击性决策期间的DMN募集增加有关,提示睾酮可能在愤怒反应调节中发挥作用。在长期超生理剂量雄激素暴露的AAS使用者中,减少的DMN-杏仁核耦合与攻击性、暴力和冲动性相关。在一项单人男性研究中,较高的睾酮浓度与更高的活力和更低的总情绪困扰相关。
3.5.2 成年女性
在OC使用者中,未证明睾酮相关DMN变化与情感或情绪结果之间存在直接联系。
3.5.3 接受性别肯定激素治疗的跨性别成年人
激素治疗后,自身身体自我认同的改善与楔前叶/后扣带回区域的DMN连接性增加呈正相关,表明睾酮相关的网络重组与自我参照身体感知之间存在联系。
3.5.4 青少年和发育人群
除了上述认知和网络层面的发现外,青少年/发育研究没有单独报告与DMN变化相关的情感或情绪结果。
总体而言,纳入的研究表明,睾酮相关的DMN调节可能与自我参照加工、情感反应性和动机状态有关,而与传统的认知表现无关。
3.6 偏倚风险
纳入研究的偏倚风险从低到高不等,大多数研究被评为中等偏倚风险。一项研究被评为低偏倚风险,七项研究被评为中等偏倚风险,两项研究被评为高偏倚风险。在各工具中,最常见的问题是有限的样本量论证、限制因果推断的横断面设计、对混杂因素的调整不完整、重复暴露评估或随访充分性的不确定性,以及由于高度选择性、单性别或单案例样本导致的有限普适性。

4 讨论

本系统综述综合了十项神经影像学研究的证据,探讨了睾酮与DMN之间的关系及其对认知功能和情绪的潜在影响。总体而言,证据结果不一,表明睾酮相关DMN变化在认知和情绪相关结局领域中具有高度情境依赖性、性别特异性和雄激素暴露敏感性。
4.1 认知结果
从发展角度来看,内源性睾酮表现出性别特异性的DMN调节。较高的胎儿睾酮水平预测了青春期男性(而非女性)DMN前后部子系统之间的连接性降低,该效应在控制同期睾酮水平后仍然显著,提示睾酮可能对涉及社会认知缺陷的神经发育状况有所贡献。然而,评估性别差异的两项研究均未发现睾酮相关DMN变化与工作记忆表现之间的相关性,尽管证明了男女之间DMN变化的不同定位模式。DMN与其他大规模网络之间的连接性也与睾酮水平相关,特别是DMN内部及DMN-压后皮质颞叶网络连接性增加,同时DMN与奖赏相关和认知控制网络的耦合减少。这些结果表明睾酮在由三重网络模型调节的内部导向和外部导向处理流之间的功能平衡中发挥了重构作用。然而,如前所述,由于该样本中同时评估了DHEA,限制了将这些DMN变化单独归因于睾酮。尽管如此,一项研究发现青春期女性的青春期睾酮水平与同伴评价期间的DMN连接性之间没有关系,也与认知控制结果无关。同样,另一项研究也未发现睾酮调节DMN与认知功能之间的直接联系。总之,这些发现表明,睾酮相关DMN调节的认知后果取决于性别、发育阶段和激素背景等因素。
4.2 情绪和情感结果
大多数研究报告了睾酮对参与自我参照和情感加工的DMN区域产生影响,而非对外部导向的认知表现产生影响。在AAS使用者中,慢性超生理剂量雄激素暴露与杏仁核和DMN之间的功能连接显著降低相关,其破坏程度与剂量、依赖性状态和睾酮与表睾酮比值相关。鉴于杏仁核-DMN轴在焦虑和威胁评估中的既定作用,这种耦合减少的模式可能解释了该研究中AAS使用者观察到的攻击性、冲动性和暴力得分升高。一项双盲、安慰剂对照的RCT进一步强化了这一假设,该研究报告了急性外源性睾酮给药通过增加DMN募集在攻击性决策中的作用。在一项跨性别研究中,展示了睾酮相关的DMN重组。治疗前的个体表现出较弱的DMN内部连接性,特别是在ACC、mPFC、楔前叶、角回和上顶叶皮层,相对于顺性别对照组。跨性别激素疗法导致了DMN连接性的变化,使其与顺性别基线无法区分,同时改善了自身身体自我认同。这些发现与先前的证据一致,即DMN连接性是身体自我意识不可或缺的一部分,并提出睾酮可能是这一过程的一个激素决定因素。在一名密集采样的男性中,日间睾酮波动与DMN连接性呈负相关,并与活力和较低的情绪困扰得分呈正相关。然而,其他非DMN网络显示出与情绪领域更高的关联性,表明睾酮相关DMN调节的情感后果,如同其认知后果一样,取决于性别、发育阶段和激素背景。DMN在一个更广泛的三重网络框架内运作,该框架还包括突显网络和额顶网络,它们的协调互动支撑着复杂的认知和情感功能,并且它们的失调与精神和神经疾病有关。以锚定在前岛叶的突显网络已被证明能检测行为相关刺激并介导DMN和额顶网络之间的切换,这一机制得到了因果建模的支持,该模型显示前岛叶是一个定向流出枢纽,其网络间影响力可预测任务表现。睾酮调节超越DMN的连接性,例如,外源性给药减少了男性的额叶-边缘和额叶-顶叶连接,而青春期睾酮和DHEA与社会显著任务期间的突显网络和额顶-奖赏连接性相关。最近发现的DMN内部连接性增加以及DMN与奖赏和认知控制网络耦合减少表明,睾酮相关的DMN改变可能反映了突显网络和额顶网络参与的更广泛重组。未来的工作应对这些网络进行联合建模,并应用有效连接方法来确定睾酮是主要作用于DMN还是作用于突显网络调节它的能力。
4.3 睾酮对认知表现和情绪的潜在治疗意义:益处、风险和局限性
4.3.1 认知表现
睾酮替代疗法(testosterone replacement therapy, TRT)是针对性腺功能减退症的既定干预措施,该病症与疲劳、情绪低落和注意力不集中有关。流行病学证据表明,低生物可利用睾酮与老年男性的认知障碍、处理速度缺陷和痴呆风险增加有关,这提出了恢复生理性睾酮水平是否能减轻与年龄相关的认知衰退的问题。此外,遗忘型轻度认知障碍(amnestic mild cognitive impairment, aMCI)患者表现出DMN区域内功能连接性降低,包括mPFC、后扣带回皮层和楔前叶,这些正是纳入研究中受睾酮影响最一致的区域之一。睾酮的神经保护作用也已在细胞水平上通过多种汇聚机制得到证实,包括抑制促炎细胞因子、通过激活抗氧化酶减少氧化应激以及上调对神经元维持至关重要的神经营养因子。此外,在临床前模型中,睾酮已被证明能减少β-淀粉样蛋白(amyloid-beta, Aβ)的产生、改善突触信号并抵消神经元死亡。最近发现,睾酮通过雄激素依赖性途径参与成体海马神经发生,增强了新生齿状回神经元的存活,并涉及脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor, BDNF)和糖皮质激素信号的间接参与。在一项最近的临床研究中,较低的睾酮浓度与较高的淀粉样蛋白负荷和增加的AD患病率相关,强调了睾酮补充在保护APOE4携带者免受tau病理积累方面的潜在作用。用于治疗前列腺癌的雄激素剥夺疗法(androgen deprivation therapy, ADT)提供了睾酮与认知功能关联的一致性证据。几项研究表明ADT与言语和视觉空间记忆、执行功能和处理速度的下降,以及情绪变化、疲劳和痴呆风险增加有关。在一项横断面神经影像学研究中,ADT相关的大脑连接组结构改变与认知衰退有关,这与本系统综述关于大规模脑网络在认知功能中的作用及其受睾酮调节的发现是一致的。来自ADT和TRT研究的发现进一步加强了将睾酮与神经保护功能以及特别是与认知和情绪相关的大脑网络连接性联系起来的证据。然而,关于这些效应的现有临床证据仍然是异质性的。例如,一项针对认知健康的老年男性的RCT荟萃分析发现,在成功提高总睾酮水平的试验中,精神运动速度和执行功能有适度改善,但对言语记忆或视觉空间能力没有统计学显著影响。相反,另一项RCT报告,与安慰剂组相比,接受睾酮治疗组的记忆或其他认知功能没有改善。重要的是,一项研究报告了睾酮组相对于安慰剂组的全局认知综合得分有所改善,这表明代谢和激素背景在TRT的认知益处中起着关键作用。这些不一致的发现反映了样本特征的异质性。因此,未来评估睾酮效应背景下DMN连接性的随机对照试验应考虑测量患者更广泛的激素和代谢谱。睾酮与认知之间的关系似乎在人类整个生命周期中有所不同,突出了雄激素激素在早期神经发育和老年人认知维持中的重要作用。在青春期,睾酮以性别特异性方式与神经结构发育相关,特别是在皮层下和前额叶结构中,这可能影响执行功能、奖赏处理和工作记忆。此外,一项系统综述报告了青春期雄激素暴露后高阶认知回路的性别特异性功能重组。来自英国生物银行(UK Biobank)的人群水平数据显示,在平均7年的随访期内,最低睾酮五分位数的男性患全因痴呆的风险高出43%,患阿尔茨海默病的风险高出80%,与最高五分位数男性相比。此外,一项包含27项研究的荟萃分析报告了总睾酮下降与升高的全因痴呆风险之间存在显著关联。在老年男性中,较高的总睾酮和游离睾酮水平与情景记忆和处理速度评估中较高的分数相关,而在年龄匹配的女性组中未发现睾酮与认知任务表现之间存在关联。然而,这种性别特异性又因基因型而进一步复杂化。例如,在老年女性中,仅在载脂蛋白E ε4(APOE-ε4)携带者中,较低的睾酮与较差的全局认知、处理速度和言语记忆相关。一项最近的纵向研究展示了女性中睾酮与认知之间更复杂的关系,较高的睾酮水平与较差的视觉构造和言语流畅性相关。这些发现表明,睾酮与认知功能之间存在着一种至关重要且复杂的联系,贯穿男性和女性的整个生命周期。
4.3.2 情绪
两项研究提供的证据表明,睾酮相关的DMN变化可能伴随着情绪改善。这些观察结果与更广泛的证据一致,即抗抑郁药介导的DMN超连接性正常化机制,以及DMN失调作为情绪障碍潜在机制的证据。临床上,睾酮治疗与各年龄段男性抑郁症状的显著减少相关,尤其在性腺功能减退人群中表现更为明显。尽管有大量证据,但几个重要的风险和局限性极大地限制了基于睾酮的干预措施的治疗效用。例如,来自AAS使用者的证据表明,超生理剂量睾酮暴露对DMN-杏仁核连接性的影响与攻击性、冲动性和暴力增加有关。对睾酮水平的差异性DMN反应意味着在给药方案中需要性别定制和个体化的方法。另一个TRT风险是睾酮诱导的红细胞增多症,它会升高血液粘度,并与TRT第一年内主要不良心血管事件(major adverse cardiovascular events, MACE)和静脉血栓栓塞事件(venous thromboembolic events, VTE)风险增加有关,特别是当红细胞压积显著升高时。根据内分泌学会指南,基线红细胞压积高于50%的男性应避免使用TRT。
4.4 局限性与未来方向
本综述有几个局限性。首先,仅检索了PubMed数据库,这是一个在PROSPERO注册中预先指定的决定。尽管PubMed/MEDLINE索引了与该主题相关的大多数生物医学和神经影像学期刊,但遗漏Embase、Scopus、Web of Science和PsycINFO等数据库仍是一个局限性,可能影响本综述的发现。其次,检索仅限于英文发表的研究。这可能导致排除了相关的非英文研究,引入了潜在的语言偏倚。只有十项研究符合纳入标准,反映了关于睾酮、DMN连接性以及认知或情绪结果的研究有限且刚刚兴起。其次,由于纳入研究的异质性(例如,不同的睾酮暴露方式,研究人群在年龄、性别和激素状态上的巨大差异),未进行荟萃分析,限制了直接可比性。此外,许多研究未评估更广泛的激素环境,包括与睾酮相互作用的雌二醇和其他性激素,从而降低了将观察到的神经效应具体归因于睾酮的信心。这是一个重大的局限性,因为已知循环睾酮本身之外的若干内分泌变量会影响DMN和其他大规模网络连接性,但在纳入的研究中并未得到一致测量或控制。睾酮的相当一部分中枢效应是通过芳香化间接介导的,而密集采样的神经影像学工作表明,月经周期中雌二醇的日常波动会驱动皮层网络的重组,尤其是在富含雌激素受体的DMN枢纽中效果尤为显著。脑芳香化酶在海马、杏仁核和皮层等DMN相关区域内局部将睾酮转化为雌二醇,这意味着仅评估雄激素可能无法捕捉到睾酮影响神经连接的雌激素途径。皮质醇是另一个相关的混杂因素,因为实验性皮质醇给药会改变DMN的静息态连接性及其与突显网络的耦合,表明未测量的下丘脑-垂体-肾上腺轴活动可能会混淆睾酮-DMN关联。同样,类固醇激素分泌的昼夜节律变化、月经周期阶段和DHEA水平在纳入的研究中报告或控制得不一致,进一步限制了从这些共同变化的内分泌影响中分离出睾酮对DMN连接性的特异性效应的能力。最后,许多研究被认为具有中度或高度偏倚风险,主要是由于样本量小和性别代表性不平衡。未来的研究应侧重于纵向和随机研究、平衡的参与者代表性,以及超出睾酮本身的全面激素谱分析,包括雌二醇、性激素结合球蛋白(sex hormone-binding globulin, SHBG)、皮质醇、DHEA、月经周期阶段、昼夜采样时间和睾酮芳香化指标,因为这些内分泌变量已被证明对功能连接性有影响。预注册和标准化报告实践也可能提高可重复性,并有助于阐明睾酮在DMN相关认知和情绪变化中的因果作用。

5 结论

本系统综述描述了睾酮对DMN组织的神经生物学效应,证明了在涉及自我参照加工的关键DMN枢纽(包括内侧前额叶皮层、前扣带回皮层、楔前叶和角回)中功能连接性的改变。然而,这些效应的方向性和行为相关性因性别、发育阶段以及雄激素暴露的程度和背景而异,凸显了睾酮介导的神经调节的复杂性。在纳入的研究中,睾酮相关的DMN改变与情感和自我相关过程(包括情绪调节、攻击性和身体自我认同)的关联更为一致,而与外部导向的认知功能的关联仍然有限。这些发现将DMN定位为睾酮依赖性情感调节和自我加工调节的潜在神经基质,而更广泛的认知效应可能涉及DMN连接性变化之外的额外机制。尽管这些发现对于理解睾酮相关的行为和临床表型具有潜在意义,但当前的证据仍然受到方法学异质性、有限的内分泌表征以及观察性设计占主导地位的限制。未来的纵向和随机研究需要整合全面的激素谱分析与多模态网络分析,以阐明睾酮诱导的脑网络组织改变的因果机制及其与认知和情绪相关障碍的相关性。
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