Transl Psychiatry︱方鹏/王化宁团队发现针对精神分裂症患者听觉言语性幻听的干预:低频rTMS引起的有效连接变化

学术   2024-10-11 00:01   上海  

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撰文谢远俊

责编︱王思珍


精神分裂症是一种严重、慢性的精神疾病,其症状包括幻觉和妄想等精神病症状,以及认知和情绪功能障碍。听觉言语性幻觉AVH是精神分裂症最常见的核心症状,大约60%-80%的精神分裂症患者有此症状,AVH的慢性和侵入性可能导致焦虑、抑郁和躯体不适加剧,增加了精神分裂症的治疗难度。低频重复经颅磁刺激(rTMS已成为缓解精神疾病症状的有效干预措施,特别是对持续性AVH有明显的治疗作用,然而治疗效应涉及的神经环路以及神经环路内的方向性作用(抑制或兴奋)仍不清楚。


近日,空军军医大学军事医学心理学系方鹏教授与西京医院心身科王化宁主任团队在Translational Psychiatry上发表了题为“Targeting auditory verbal hallucinations in schizophrenia: effective connectivity changes induced by low-frequency rTMS”的文章,该团队利用神经影像技术探讨了作用于左侧颞顶联合区TPJ的低频rTMS对治疗精神分裂症AVH的作用机制。作者利用动态因果模型(DCM)分析方法,评估了刺激靶点与关键脑区之间的有向连接模式变化及其与临床症状的相关性。结果显示rTMS治疗显著改善AVH症状,改变了关键脑区之间存在的异常连接模式。特别是左侧中央前回和左内侧额上回对左侧TPJ的抑制作用与AVH的改善密切相关。这些发现强调了rTMS有效调节与精神分裂症幻觉有关的神经环路的潜力,为其治疗应用提供了新的理论依据。

 

采用随机控制实验,患者被随机分配到治疗组(接受rTMS治疗)(n =32)或对照组(接受伪rTMS刺激)(n=26)。以左侧TPJ为刺激靶点,采用1Hz的刺激频率,强度设置为个体静息运动阈值的110%。每次治疗包含600个脉冲,分为60组,每组10秒的刺激时间和5秒的间隔,总共15分钟,每日一次,连续进行15天治疗。在刺激前后侧分别采集了患者的功能磁共振(fMRI)数据(图1

 
1 实验流程图


基线数据比较显示两组患者的临床症状和人口统计学信息均无显著差异。但在rTMS治疗后,与对照组相比,治疗组的阳性症状(t =4.900p <0.001)和一般症状(t =3.517p <0.001)以及AHRS评分(t =8.010p <0.001)均显著减少。行为学结果显示rTMS在治疗精神分裂症AVH的有效性。


随后,以刺激靶点TPJ为种子点,进行功能连接分析。统计模型采用SPM灵活因子设计方差分析,并加入交互项,以分离真假rTMS的治疗效果以及治疗效果随时间的变化。治疗组和对照组在刺激靶点与几个关键脑区或感兴趣区(ROIs)(包括中央前回PreCG、颞上回STG、内侧额上回(SFGmedial)和顶下回IPG)之间观察到相反的FC模式变化图2此外相关性分析显示,rTMS治疗后左侧TPJ至左侧中央前回的FCAHRS评分降低呈负相关(r =-0.484p =0.036)。

 
2基于种子点的功能连接分析和临床相关性


利用识别的ROIs与刺激靶点,进行DCM分析。在第一层级,利用DCM为每个受试者估计并构建ROIs之间的有效连接(EC)网络。在第二层级,利用参数经验贝叶斯(PEB)来推断每个EC的组内均值和组间EC差异。治疗组的平均DCM连接模式(基线和后测)显示,包括双侧中央前回和左侧顶下小叶在内的多个节点对刺激靶点(左侧TPJ)产生了抑制作用(图3ab。此外,对照组的平均DCM连接变化表明左侧TPJ对其他节点(如右侧中央前回)产生了兴奋性影响(图3cd。特别是治疗组与对照组比较发现,左侧中央前回对左侧TPJ有明显的抑制效应(3ef,而且这种抑制效应与AVH评分的降低存在显著负相关关系(r=-0.476, p=0.040),即连接强度越降低,患者的幻觉症状改善越显著。前中央回通常被认为在运动控制和语言产生中起到关键作用,它也参与对多感觉通道刺激的整合,包含语言、听觉和触觉等。该脑区对TPJ的抑制性效应增强可能有助于减少这些异常信号的传递,从而减少错误的听觉信号解读,即减少AVH的发生频率和强度。

 
3 动态因果模型分析


研究根据AHRS评分(后测-基线/基线)的降低率是否超过50%,将治疗组进一步区分为两个亚组:响应者(19/30=63.33%)和无响应者(11/30=36.67%)。与无响应者相比,响应者表现出多个节点(包括中央前回和左内侧额上回)与刺激靶点的连接性降低(图4ab。对于响应者,从左内侧额上回到目标部位的连接强度与AHRS评分降低呈负相关(r =−0.609p =0.006(图4cd。左内侧额上回是默认网络(DMN)的重要组成部分,通常与自我参照处理、自我反思及内部注意力调节相关。DMN的异常活动与AVH症状密切相关。该脑区对TPJ的抑制性连接可能代表了一种控制机制,即通过调节TPJ的活动来减少异常自我参照信息对听觉皮层的干扰,从而更好地分离内外源性语音信号,避免内部语音被误解为外部声音。这些研究结果表明,rTMS通过左侧中央前回和左内侧额上回对左侧TPJ的抑制作用,可能有助于缓解精神分裂症的核心症状。关注这些特定神经环路可能有助于优化rTMS治疗方案。

 
4 响应者与无响应者之间的有效连接变化以及临床相关性


文章结论与讨论,启发与展望

本研究利用DCM探讨了精神分裂症AVH患者rTMS刺激靶点与关键脑区之间的神经连接,观察到左侧PreCG和左侧SFGmedialTPJ的抑制作用,以及它们与AHRS评分降低的显著相关性,强调了rTMS靶向神经调节的治疗潜力。指出低频rTMS在增强关键神经环路的抑制性连接方面的效应可能是缓解精神分裂症AVH的重要途径。此外,治疗反应的多变性强调了进一步探索精准和个性化治疗方法的必要性。尽管DCM是有向连接分析的强大工具,但它依赖于自发性大脑活动,这可能无法完全捕捉连接的动态变化。未来的研究可以探索使用深部脑刺激作为补充方法来研究更直接的因果关系。此外,未来的研究可以考虑整合MRI引导的rTMS以优化个性化治疗方案,确保刺激靶点根据患者的个体情况进行精准定位。


原文链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39341819/

该研究由空军军医大学军事医学心理学系方鹏教授与西京医院心身科王化宁教授团队完成,方鹏教授、王化宁教授和谢远俊特聘研究员为本文的共同通讯作者,谢远俊为本文第一作者。该研究由国家自然科学基金项目(项目号324710816180621082330043)、陕西省自然科学基础基金(项目号2024-JC-QN-2303 2024JC-YBQN-0209)和陕西省重点研发项目(项目号023-ZDLSF-07)共同资助。



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编辑︱王思珍
本文完

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