腦網(wǎng)絡(luò)視角下的精神分裂癥

近年來，人腦連接組學(xué)已成為當(dāng)前腦科學(xué)領(lǐng)域最受關(guān)注的研究熱點(diǎn)和前沿方向之一。2012年12月底出版的美國《科學(xué)》雜志將人腦連接組學(xué)列為2013年最為值得關(guān)注的六大科學(xué)領(lǐng)域之一。在人腦連接組學(xué)的基礎(chǔ)上，美國政府提出了宏偉龐大的“腦活動繪圖”計(jì)劃，旨在進(jìn)一步揭示神經(jīng)元細(xì)胞及其環(huán)路的結(jié)構(gòu)與功能。這種觀點(diǎn)已經(jīng)展現(xiàn)出對傳統(tǒng)的大腦功能分區(qū)觀點(diǎn)的強(qiáng)勢挑戰(zhàn)，甚至可以說占據(jù)了近年來腦科學(xué)研究的大部分陣地。

同時(shí)過去的幾年中，高場的結(jié)構(gòu)和功能神經(jīng)影像技術(shù)的進(jìn)步使得重建人腦宏觀神經(jīng)連接系統(tǒng)的全面綜合腦圖（連結(jié)組學(xué)）變得越來越可行。而網(wǎng)絡(luò)科學(xué)和圖論的發(fā)展提高了我們對神經(jīng)連接腦圖進(jìn)行詳細(xì)的空間和拓?fù)浣M織研究分析的能力。總的來講，人腦連接組學(xué)創(chuàng)造了一個(gè)我們能夠?qū)Υ竽X連接組織進(jìn)行深入了解的新平臺。面對這樣一個(gè)新的平臺，人類對健康大腦和疾病對大腦影響能力的了解將會越來越深入。

大腦連接組學(xué)（即腦網(wǎng)絡(luò)）在疾病研究中所扮演的重要角色可以回顧我們公眾號為大家?guī)淼摹?/span> Nature Reviews Neuroscience:大腦連接障礙中跨腦疾病的連接組形勢》一文。腦網(wǎng)絡(luò)研究對于揭示神經(jīng)病理尚不明確的疾病有著獨(dú)特的優(yōu)勢。

精神分裂癥就是這類疾病中的典型代表。它是一種嚴(yán)重的精神類疾病，其典型特征包括幻覺、妄想、主動性喪失和認(rèn)知功能損傷，據(jù)推測是由于大腦神經(jīng)元連接異常和大腦思維綜合過程的失耦合所致。該疾病嚴(yán)重影響患者的認(rèn)知功能和心理健康,給患者帶來極大痛苦。在我國,精神分裂癥給家庭和社會造成沉重的經(jīng)濟(jì)和心理負(fù)擔(dān)。然而,精神分裂癥目前的臨床診療面臨著諸多問題,如疾病診斷和治療評估主要依賴臨床癥狀,迫切需要客觀可靠的生物標(biāo)記物指導(dǎo)精神疾病的臨床診療。

神經(jīng)影像技術(shù)的興起促進(jìn)了精神分裂癥失連接假說的形成，將精分與大腦在微觀和宏觀層面的異常結(jié)構(gòu)和功能連接聯(lián)系起來，研究們更關(guān)注的是精神分裂癥如何由大腦網(wǎng)絡(luò)連接和動力異常引起，這類研究在近年來已經(jīng)取得了多項(xiàng)成功，但仍舊存在很多還未探索的問題。針對這一現(xiàn)狀，來自海德堡烏得勒支大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的研究者在《Neuropsychol Rev》發(fā)表文章，討論了精分中腦連接組學(xué)研究的最新發(fā)現(xiàn)，這些研究探討了精分與大腦連接損傷的關(guān)系。

1.精分：一種大腦連接障礙

精神分裂癥是一種嚴(yán)重的精神類疾病，以幻覺、妄想、主動性喪失和認(rèn)知功能損傷為特點(diǎn)。精分可能與腦連接中斷有關(guān)的觀點(diǎn)可以追溯到19世紀(jì)和20世紀(jì)解剖學(xué)家和精神病醫(yī)生的先驅(qū)工作者。早期的思考者，如邁納特（1833-1892）、韋尼克（1848-1905）和克雷普林（1856-1926），最先注意到大腦功能和高階認(rèn)知過程是多個(gè)空間分散性大腦區(qū)域之間功能整合的結(jié)果。相反地，神經(jīng)功能紊亂不一定是某一特定、具體的腦區(qū)局部損傷病變的產(chǎn)物，也可能與它們之間相互連接的軸突通路損傷有關(guān)。克雷普林（Kraepelin）作為現(xiàn)代精神病學(xué)之父，第一個(gè)對早發(fā)性癡呆進(jìn)行了系統(tǒng)性的描述，它是一種被廣泛認(rèn)做當(dāng)前精分診斷形成基礎(chǔ)的早發(fā)性退行性神經(jīng)精神疾病。瑞士精神病學(xué)家布魯勒（1857-1939）后來對精分疾病進(jìn)行了重新定義，其核心涉及大腦正常整合過程的失耦合。他創(chuàng)造了“精神分裂癥”這個(gè)名字來描述“思維分離”的特征，并認(rèn)為“思維分離”是導(dǎo)致這種精神紊亂的根本原因。

盡管早期的神經(jīng)生理學(xué)專家有著深刻的見解，但精神病學(xué)家們不得不到20世紀(jì)末才迎來活體大腦的復(fù)雜連通整合技術(shù)。磁共振成像（MRI）和正電子發(fā)射斷層掃描（PET）的發(fā)展對活體患者離散腦區(qū)的解剖和功能進(jìn)行探究提供了前所未有的幫助。過去的30年中，MRI和PET研究提供了大量的影像學(xué)結(jié)果，表明精分不僅僅是由孤立的一個(gè)或幾個(gè)腦區(qū)損傷引起的；相反，它可能是神經(jīng)系統(tǒng)相互連接病理改變的產(chǎn)物。彌散加權(quán)成像（DWI）和磁化轉(zhuǎn)移成像技術(shù)的發(fā)展能夠?qū)铙w腦白質(zhì)投射的體內(nèi)特征進(jìn)行更為詳細(xì)的探究，在病人中用于呈現(xiàn)患者白質(zhì)體積、軸突微結(jié)構(gòu)和髓鞘的改變，尤其在額葉和頂葉區(qū)域。同時(shí)，功能性核磁共振技術(shù)的進(jìn)步使人們能夠?qū)δX功能組織廣泛性的破壞進(jìn)行檢查。

這些成像技術(shù)在復(fù)興精分失連結(jié)理論中起到了重要的作用，在最初的PET研究之后，證明了區(qū)域間腦代謝和血流測量的協(xié)方差結(jié)構(gòu)關(guān)系發(fā)生了改變。這些發(fā)現(xiàn)讓Friston提出了正式的失連接假設(shè)，隨后由Stephan等人進(jìn)行了擴(kuò)展，包含了更廣泛的失連接模式。Andreasen等人后來提出了一個(gè)集中于皮質(zhì)-皮質(zhì)下-小腦系統(tǒng)的連接模型，而bullmore等人表明病人大腦中的連接異?？赡苁怯砂l(fā)育異常引起的。此后大量研究證實(shí)了精分中存在廣泛的連接失調(diào)。在精分病理生理學(xué)中將當(dāng)代理論與早期著作聯(lián)系起來的共同主線是強(qiáng)調(diào)大腦整合過程的作用，其基礎(chǔ)是連通性。

在顯微層面，神經(jīng)元通過軸突和樹突連接以及突觸末端與其他神經(jīng)元相連，形成局部和全局的神經(jīng)回路。在中、宏觀尺度上，神經(jīng)柱和大部分腦區(qū)通過短距離和長距離的軸突白質(zhì)投射相互連接，形成全腦神經(jīng)相互作用網(wǎng)絡(luò)。“連接組學(xué)”描述一幅包含神經(jīng)系統(tǒng)的完整神經(jīng)組織和結(jié)構(gòu)相互作用圖，共同構(gòu)成了大腦神經(jīng)通信、功能處理和信息整合的解剖基礎(chǔ)。

“連接組學(xué)”領(lǐng)域涉及精確映射大腦的連接結(jié)構(gòu)，并理解這些神經(jīng)系統(tǒng)地圖的結(jié)構(gòu)組織如何構(gòu)成大腦功能的基礎(chǔ)。以數(shù)學(xué)圖論為主的網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的興起，已經(jīng)成為研究腦網(wǎng)絡(luò)及其他復(fù)雜系統(tǒng)關(guān)系的通用框架。這項(xiàng)工作將大腦描述為一個(gè)由邊（內(nèi)部連接的突觸或軸突）和連接節(jié)點(diǎn)（神經(jīng)元和/或大腦腦區(qū)）組成的腦圖。神經(jīng)影像學(xué)，尤其是磁共振成像，在這些研究中發(fā)揮了突出的作用，并且是目前唯一一種能夠快速、經(jīng)濟(jì)且有效地描述人腦宏觀連接結(jié)構(gòu)的工具。

在這篇文章中，作者強(qiáng)調(diào)了基于MRI對精分全腦連接研究中最新發(fā)現(xiàn)的報(bào)道，特別強(qiáng)調(diào)使用圖論技術(shù)進(jìn)行分析。首先簡要概述了神經(jīng)影像技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)分析的進(jìn)展，共同構(gòu)成了基于MRI宏觀連接組學(xué)的基礎(chǔ)。然后，總結(jié)了精分患者結(jié)構(gòu)和功能網(wǎng)絡(luò)異常的最新實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，并思考了這些發(fā)現(xiàn)怎樣才能為臨床決策提供依據(jù)。討論了網(wǎng)絡(luò)破壞代表疾病風(fēng)險(xiǎn)可能的易感性標(biāo)記的證據(jù)，并對旨在設(shè)計(jì)定量生成模型，能夠洞察因果機(jī)制來解釋觀察到的網(wǎng)絡(luò)變化這一工作進(jìn)行了概述。最后，對現(xiàn)代連接組學(xué)對精分概念有貢獻(xiàn)的一些見解進(jìn)行了評論，并對剩下的開放性問題進(jìn)行了簡要的思考。

影像學(xué)和腦網(wǎng)絡(luò)分析

結(jié)構(gòu)連接

正如最初提議的，連接組學(xué)是指對大腦解剖連接的全面深入的描述。DWI可在宏觀層面用于活體人腦解剖連接的探究。區(qū)域間連通性強(qiáng)度一個(gè)常用指標(biāo)包括連接兩區(qū)域的重建軌跡的數(shù)量。其他試圖對纖維束完整性各個(gè)方面進(jìn)行表征的測量包括平均擴(kuò)散率（MD）（即沿纖維束平均擴(kuò)散水平）、各向異性分?jǐn)?shù)（FA）（對水分子擴(kuò)散的限制程度）、徑向擴(kuò)散率（RD）（即垂直于纖維束的擴(kuò)散程度；通常作為對髓鞘完整性的間接估計(jì)）和軸向擴(kuò)散率（AD）（平行于纖維束的擴(kuò)散程度；通常作為對局部纖維組織的間接測量）。將追蹤成像與其他成像序列（如磁化轉(zhuǎn)移成像、CEST和多重彌散成像復(fù)雜分析）相結(jié)合，可獲得更為直接的相關(guān)生理參數(shù)，如髓磷脂含量和軸突直徑分布。

彌散成像技術(shù)在繪制大腦連接方面的主要優(yōu)勢包括：可應(yīng)用于活體測量，相對容易獲得（10-20分鐘）和分析，這讓大規(guī)模的橫斷面和縱向病例對照研究成為可能。局限性包括：產(chǎn)生的連接估計(jì)相對間接性，在連接重建中導(dǎo)致假陽性結(jié)果和假陰性纖維重建，毫米尺度分辨率，以及重建纖維走形的方向性信息缺乏。（更多關(guān)于彌撒成像數(shù)據(jù)處理分析，請直接點(diǎn)擊以下鏈接）：

第十屆磁共振彌散張量成像數(shù)據(jù)處理班

第一屆彌散磁共振成像數(shù)據(jù)處理提高班

功能連接

功能連接是指依賴空間上不同的神經(jīng)生理信號進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如使用功能性MRI和M/EEG等技術(shù)進(jìn)行記錄。該概念假設(shè)兩個(gè)或多個(gè)大腦區(qū)域之間的同步活動反映了它們之間發(fā)生的某種程度的交流。最常見的是，從區(qū)域時(shí)間序列之間的簡單皮爾遜或偏相關(guān)分析推斷出功能連接，但也采用了其他措施，如一致性和共同信息。研究表明在較長的時(shí)間尺度上（幾分鐘內(nèi)累積測量值），靜息期記錄的自發(fā)活動具有高度的組織性和可重復(fù)性，與任務(wù)誘發(fā)活動和行為模式重疊，受強(qiáng)遺傳控制。功能連接可以在認(rèn)知任務(wù)執(zhí)行期間或者在無任務(wù)狀態(tài)（所謂的靜息狀態(tài)）期間使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)進(jìn)行測量。

盡管功能連接受限于解剖連接，但他們并非一致。在MRI可達(dá)到的范圍內(nèi)，功能連接往往比結(jié)構(gòu)連接更為普遍，兩個(gè)區(qū)域在沒有直接解剖連接的情況下可以表現(xiàn)出強(qiáng)烈的相關(guān)活動。在某些情況下，這些多余的連接可能反映多突觸傳遞；另一些情況下，它們可能只是因功能連接指標(biāo)度量產(chǎn)生的假象。例如，Pearson相關(guān)系數(shù)等指標(biāo)無法區(qū)分兩個(gè)區(qū)域之間的強(qiáng)相關(guān)性是由直接聯(lián)系驅(qū)動的，還是由第三個(gè)區(qū)域的間接影響驅(qū)動的。因此，用于描述功能連接特性的統(tǒng)計(jì)依賴性的各種度量在其準(zhǔn)確性上各不相同，通常會使網(wǎng)絡(luò)分析產(chǎn)生偏差（這就要求你在進(jìn)行功能網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建時(shí)，對于技術(shù)的應(yīng)用要做到心中有數(shù)，具備腦功能和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)，然后開展腦網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理，請點(diǎn)擊下文）：

第二十三屆功能磁共振數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)班

第十二屆磁共振腦網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理班

此外，解剖和功能連接在時(shí)間維度上有所不同：解剖連接發(fā)生變化相對較慢（例如，小時(shí)到天），而功能連接模式取決于環(huán)境，并且可以在非常短的時(shí)間發(fā)生變化（例如，毫秒）。

圖論、腦網(wǎng)絡(luò)及它們與腦功能的關(guān)系

構(gòu)成大腦的各對區(qū)域之間的結(jié)構(gòu)或功能連接可以用圖論的形式表示，圖論是一數(shù)學(xué)概念由節(jié)點(diǎn)（神經(jīng)元或宏觀皮質(zhì)區(qū)域）和邊構(gòu)成，描述了節(jié)點(diǎn)之間的相互作用。圖1描繪了構(gòu)建結(jié)構(gòu)和功能腦網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建步驟。

圖1：來源于神經(jīng)成像數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和功能性腦網(wǎng)絡(luò)。典型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建步驟。

a：基于解剖T1圖像和分割方案選擇灰質(zhì)區(qū)域，可以是基于體素的，或左邊源于先驗(yàn)解剖標(biāo)志，或中間隨機(jī)分割、事先定義的相關(guān)功能興趣區(qū)域。

b：選擇區(qū)域作為腦網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。

c：腦區(qū)間的解剖或結(jié)構(gòu)連接可通過彌散成像獲得，從而能夠重建網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)之間的白質(zhì)纖維通路。

d：功能連接通常由在各腦區(qū)記錄的時(shí)間序列（fMRI或M/EEG）之間的相關(guān)性分析所得。

e：重建的解剖連接和/或功能連接被視為節(jié)點(diǎn)之間的“連接”，共同形成一個(gè)結(jié)構(gòu)或功能性腦網(wǎng)絡(luò)。

f：探究網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組織，網(wǎng)絡(luò)通常被數(shù)學(xué)性描述為“圖”，由“節(jié)點(diǎn)”（描述腦區(qū)）和“邊”（描述連接集合）構(gòu)成的數(shù)學(xué)概念。腦圖通常以“連接矩陣”的形式呈現(xiàn)，將網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)描述為矩陣中的列和行（即，每個(gè)列/行描述一個(gè)大腦區(qū)域），將邊的連接水平作為單元進(jìn)入矩陣中。

一旦網(wǎng)絡(luò)建立，就可以用圖論的方法來描述網(wǎng)絡(luò)的整體組織或拓?fù)鋵傩?/span>（圖2）。這樣的描述可以通過專門關(guān)注來自單個(gè)腦區(qū)或單個(gè)成對連接的信息來探究那些在其他方面無法測量的特征。

圖2：圖論和圖論基本屬性例子

a：網(wǎng)絡(luò)可以用通過數(shù)學(xué)描述為一個(gè)圖，由許多“節(jié)點(diǎn)”和描述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間連接的“邊”組成?；揪W(wǎng)絡(luò)屬性包括網(wǎng)絡(luò)的度分布、聚類、特征路徑長度和模塊化。

b：節(jié)點(diǎn)度描述了它與圖中其他節(jié)點(diǎn)的連接數(shù)。節(jié)點(diǎn)的度越大則節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的地位也就越重要，經(jīng)常被稱為“核心”節(jié)點(diǎn)。

c：聚類提供了對局部連接水平的表征，描繪了節(jié)點(diǎn)與周圍節(jié)點(diǎn)之間的連接強(qiáng)度。c中綠色節(jié)點(diǎn)具有三個(gè)相互連接的節(jié)點(diǎn)，與其他節(jié)點(diǎn)間可能有三條連接（綠色虛線不存在），但實(shí)際卻是兩條，因此聚類系數(shù)為2/3。路徑長度描述了網(wǎng)絡(luò)中任意兩節(jié)點(diǎn)之間的邊數(shù)。c中兩藍(lán)色節(jié)點(diǎn)最短路徑用藍(lán)色箭頭表示，它定義了沿網(wǎng)絡(luò)的四條邊和三個(gè)節(jié)點(diǎn)的最短路徑。紅色節(jié)點(diǎn)代表了典型的“核心”節(jié)點(diǎn)，顯示出高節(jié)點(diǎn)度、較短的全局路徑長度，并參與了網(wǎng)絡(luò)中大量的通信路徑。

d：節(jié)點(diǎn)度高除了具有豐富的連通性外，還可能具有較高的內(nèi)部連接水平，形成了一個(gè)密不可分的“富人俱樂部”（即rich-club）。一個(gè)密切相關(guān)的概念是在網(wǎng)絡(luò)中形成“核心”。

e：網(wǎng)絡(luò)模塊化結(jié)構(gòu)描述了節(jié)點(diǎn)形成局部連接集群的趨勢，相對與其他區(qū)域連接這些集群彼此之間具有相對較高的連接水平。在e中，可以分為三個(gè)模塊，由主要連接自己模塊內(nèi)的節(jié)點(diǎn)子集組成。

在描述大腦網(wǎng)絡(luò)時(shí)，一些網(wǎng)絡(luò)屬性似乎特別有價(jià)值（圖2展示了一基本圖并陳述了一些常用的網(wǎng)絡(luò)屬性）。聚類和路徑長度等屬性分別表示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對局部集群的總體趨勢，以及整合其他空間上不同的節(jié)點(diǎn)對的最短通信路徑的平均長度。集群連接結(jié)構(gòu)（Community structure，也就是我們常說的模塊化或者子網(wǎng)絡(luò)）表示節(jié)點(diǎn)形成局部連接的連接集群或表示網(wǎng)絡(luò)組合層級模塊的趨勢。在腦網(wǎng)絡(luò)中，模塊被認(rèn)為代表功能特殊化的神經(jīng)元集合，從而為功能分離提供了拓?fù)浠A(chǔ)。此外，度和向心性指標(biāo)提供了有關(guān)節(jié)點(diǎn)和邊在網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)交流中的作用。度測量的是每個(gè)節(jié)點(diǎn)擁有的邊數(shù)，向心性密集水平表明網(wǎng)絡(luò)中從一個(gè)節(jié)點(diǎn)到其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的距離。此外，介數(shù)中心度是網(wǎng)絡(luò)中通過節(jié)點(diǎn)的所有最短路徑與兩節(jié)點(diǎn)之間所有最短路徑數(shù)量之比，表明節(jié)點(diǎn)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信中拓?fù)渲行淖饔谩?/span>

在網(wǎng)絡(luò)中中心節(jié)點(diǎn)意味著具有高節(jié)點(diǎn)度和向心性，被當(dāng)做為核心點(diǎn)（圖2）。應(yīng)用圖論方法，研究已鑒別一些腦核心點(diǎn)表現(xiàn)出高度相異的連接模式和高度的網(wǎng)絡(luò)向心性。并且最近研究表明核心節(jié)點(diǎn)相互連接形成“富人俱樂部”模式。由于在腦網(wǎng)絡(luò)中的向心性鑲嵌，大腦核心點(diǎn)在全腦交流中起到了至關(guān)重要的作用，形成了為全腦神經(jīng)元匯聚和信息交流整合的中樞點(diǎn)（這也是為什么一些中心節(jié)點(diǎn)遭到破壞后，疾病就會影響嚴(yán)重的可能原因之一）。

精分腦網(wǎng)絡(luò)改變試驗(yàn)研究結(jié)果

結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)

結(jié)構(gòu)研究已明確報(bào)道精分患者腦體積和形態(tài)發(fā)生改變，體積研究一致性表明精分患者除明確的灰質(zhì)體積改變外，白質(zhì)體積也出現(xiàn)減少，且青春期和老年期的發(fā)展軌跡異常。總之，這些研究為精分白質(zhì)改變提供了相對非特異性的證據(jù)。后來的網(wǎng)絡(luò)研究探究了由彌散加權(quán)數(shù)據(jù)得出的結(jié)構(gòu)腦網(wǎng)絡(luò)，證實(shí)了精分患者整體結(jié)構(gòu)連通性水平降低。尤其連接額葉、顳葉和頂葉之間的白質(zhì)纖維影響最為嚴(yán)重。

VBM和TBSS關(guān)于白質(zhì)的大量研究表明：勾束、弓狀束、扣帶和胼胝體等白質(zhì)纖維束微結(jié)構(gòu)存在改變。其他方面，這些研究也報(bào)道了FA值降低，連同RD、MD值升高。利用磁轉(zhuǎn)移成像（MTI）的研究確實(shí)表明了髓鞘形成的影響程度，并假設(shè)有大量的游離水和谷氨酸集中于這些纖維束中。盡管研究數(shù)量有限（可能與此類研究比較難進(jìn)行有關(guān)），但精分患者白質(zhì)連接的組織病理學(xué)研究顯示，患者前額皮質(zhì)區(qū)病態(tài)髓鞘纖維計(jì)數(shù)增加。因此，關(guān)于體積、纖維追蹤和腦網(wǎng)絡(luò)的研究表明，不僅總體白質(zhì)體積減少而且白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)減少均在精分疾病病理學(xué)中起著重要作用。

異常網(wǎng)絡(luò)組織

這些白質(zhì)微結(jié)構(gòu)和連接變化對精分患者連接組的拓?fù)浣M織有顯著的影響。從彌散成像數(shù)據(jù)中檢測大腦網(wǎng)絡(luò)，聚類和模塊化結(jié)構(gòu)的提高表明網(wǎng)絡(luò)組織的整體模式更加分離。與假設(shè)一致，網(wǎng)絡(luò)研究揭示了平均路徑長度變長和相應(yīng)的全局效率降低，表明大腦分離程度高的部分之間的通信減少。

關(guān)注單個(gè)節(jié)點(diǎn)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的作用，可以發(fā)現(xiàn)幾個(gè)皮質(zhì)區(qū)域的連通性改變（圖3）

圖3：精分患者大腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)紊亂的實(shí)驗(yàn)研究

注解：a顯示精分患者某一子網(wǎng)絡(luò)解剖連接降低，來源于基于彌散纖維成像數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的腦網(wǎng)絡(luò)。右面板顯示受影響網(wǎng)絡(luò)的邊，包括兩個(gè)相互連接的枕/頂葉和額葉團(tuán)塊。

b圖描繪了顯示精分患者全局網(wǎng)絡(luò)效率降低（即通信路徑延長）的節(jié)點(diǎn)（即大腦區(qū)域）。尤其是前額葉顯示出全局網(wǎng)絡(luò)效率降低。

額葉和顳葉區(qū)域不僅顯示團(tuán)塊改變，而且表現(xiàn)出通信路徑增長和全局效率降低。此外，尤其在內(nèi)側(cè)額葉和內(nèi)側(cè)頂葉出現(xiàn)向心性減小。網(wǎng)絡(luò)分析表明腦網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵傩猿霈F(xiàn)改變且結(jié)構(gòu)等級出現(xiàn)降低，表明了皮質(zhì)區(qū)域連接組織存在損壞。此外，上額葉皮質(zhì)、外側(cè)楔前葉及與默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)重合部分表現(xiàn)出接近中心性和中介中心性減低，表明這些區(qū)域在整個(gè)結(jié)構(gòu)交流網(wǎng)絡(luò)中的作用較小。

針對特定具體的邊，全連接分析發(fā)現(xiàn)，集中在額葉-頂葉-枕葉網(wǎng)絡(luò)的連接強(qiáng)度降低，主要涉及扣帶和兩半球的頂葉和枕葉束，連接額葉和頂葉內(nèi)側(cè)區(qū)域。當(dāng)檢查網(wǎng)絡(luò)屬性時(shí)在整體連接強(qiáng)度降低的情況下，可能需要謹(jǐn)慎。在加權(quán)網(wǎng)絡(luò)分析中，將連接強(qiáng)度的變化納入拓?fù)涠攘坑?jì)算中，總體白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的減少（如先前精分中報(bào)道），可能對網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)產(chǎn)生顯著影響。

事實(shí)上，兩項(xiàng)將觀察到的網(wǎng)絡(luò)組織指標(biāo)減少與隨機(jī)連接網(wǎng)絡(luò)中預(yù)期的減少直接進(jìn)行比較的研究（在某種程度上糾正了全腦連接的不同）顯示，全局效能和聚類指標(biāo)并未顯示明確的改變。然而，當(dāng)在不包括連接強(qiáng)度指標(biāo)時(shí)，對連接強(qiáng)度總體水平跨組進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化以及組間重建網(wǎng)絡(luò)邊的數(shù)量比較中沒有整體差異的情況下，全部聚類指標(biāo)和路徑長度被發(fā)現(xiàn)不同，這表明精分中報(bào)道的腦網(wǎng)絡(luò)的改變不僅與全腦連接強(qiáng)度減低有關(guān)，而且可能與腦網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涓淖兿嚓P(guān)。

此外，采用圖論建模方法，在控制網(wǎng)絡(luò)中對邊權(quán)重減少進(jìn)行建模表明，觀察到的患者在路徑長度和額葉和頂葉區(qū)域向心性方面的影響不僅僅是連接強(qiáng)度降低的結(jié)果，也可能與這些區(qū)域整體連接狀況的變化有關(guān)。因此，盡管拓?fù)涠攘繉φw連接性強(qiáng)度的變化很敏感，但證據(jù)也一致表明拓?fù)渥兓嬖谟诘碗A連接差異之上。

功能發(fā)現(xiàn)

無論應(yīng)用全腦還是種子點(diǎn)分析技術(shù)，在精分中，功能連接失調(diào)研究表明很多系統(tǒng)存在改變，許多涉及前額葉腦區(qū)。這些系統(tǒng)包括與認(rèn)知有關(guān)的額-頂網(wǎng)絡(luò)，與內(nèi)感和凸顯加工有關(guān)的扣帶-腦島系統(tǒng)，與內(nèi)省有關(guān)的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)以及特定的額葉-紋狀體和額葉-顳葉環(huán)路。總之，這些發(fā)現(xiàn)與對大腦結(jié)構(gòu)連接研究一致，表明（主要是額葉）核心區(qū)域的病理異?？赡苁蔷值暮诵奶卣鳌Ｈ欢?，盡管結(jié)構(gòu)研究的發(fā)現(xiàn)明確影響解剖連接的減少，但是功能連接研究中，即使在同一樣本中卻包括連結(jié)異常增加和異常降低。無論怎樣，功能連接降低較為常見。

結(jié)構(gòu)研究通常發(fā)現(xiàn)分離（聚類和模塊化）增加，整合（較長路徑、低全局效能和富人俱樂部化）下降（圖4）。相反，許多功能研究也報(bào)道了相反的結(jié)果，如伴隨全局效率的增加或不變，以及出現(xiàn)聚類和模塊化的降低等（大多來自于二值網(wǎng)絡(luò)的分析）。

圖4：精分患者功能性腦網(wǎng)絡(luò)紊亂的實(shí)驗(yàn)研究

注解：a：精分慢性患者和首發(fā)患者在靜息態(tài)和任務(wù)態(tài)期間全腦功能連結(jié)廣泛降低，尤其是在額葉與后部連結(jié)區(qū)域；

b：任務(wù)相關(guān)功能連接研究報(bào)告，在實(shí)施認(rèn)知控制過程中（b，右），額頂葉系統(tǒng)發(fā)生特異性變化，疊加在一個(gè)更為分散的、與背景無關(guān)的功能連接中斷上，在任務(wù)條件下持續(xù)存在，尤其影響前后連接（a，左）。關(guān)于兒童起病的精分表明，腦功能網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錅y量分為兩類：功能分離測量（聚類、模塊化等）或聚合測量（路徑長度、效率等）。

c：腦功能網(wǎng)絡(luò)中通常表現(xiàn)為分離的減少，聚合的增加。

同樣，盡管結(jié)構(gòu)研究表明精分的長距離連接通路顯著減少，但功能網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溲芯勘砻鳎ㄔ绨l(fā)）精分患者出現(xiàn)大腦區(qū)域之間的長距離功能耦合過度。在某些情況下，這些變化伴隨著拓?fù)湫实奶岣撸诹硗庖恍┣闆r下，發(fā)現(xiàn)了全局效率增高和較長的路徑長度。

有幾個(gè)可能的原因?qū)е卵芯看嬖诋愘|(zhì)性（對于這些異質(zhì)性的關(guān)注可能成為成果極大化后首要關(guān)注的問題）。某些fMRI的預(yù)處理步驟，如通過全局平均信號波動對腦區(qū)活動時(shí)間校正，可以產(chǎn)生偽相關(guān)性、曲解病例-控制差異。功能連接定義和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不同，在結(jié)果異質(zhì)性中產(chǎn)生重要影響。

此外，由于功能連接性測量是連續(xù)加權(quán)，因此通常在分析之前對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行閾值處理，以消除假連接。當(dāng)整體功能連通性存在平均組差異時(shí)，此閾值步驟會在組比較中產(chǎn)生偏差。例如，如果患者的整體連接性降低，則閾值化和控制矩陣可能會導(dǎo)致權(quán)重更低，可能產(chǎn)生虛假連接，從而患者組中也可能出現(xiàn)相同的連接密度。較高比例的假性連接可導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)具有更隨機(jī)化的拓?fù)鋵傩?。最后，結(jié)構(gòu)連通性的降低并不總是導(dǎo)致功能連通性的降低。大腦病理代償令一個(gè)部位功能障礙導(dǎo)致其他部位活動和/或連通性的代償上調(diào)。相應(yīng)的，計(jì)算工作表明，特定腦區(qū)的損傷可導(dǎo)致區(qū)域間功能連接的減少和增加，這種現(xiàn)象延伸到受影響部位之外。在某些情況下，功能連接的上調(diào)甚至可能與精分樣癥狀的發(fā)生有關(guān)。

受影響的核心組織

一些證據(jù)表明，決定拓?fù)涓淖兊年P(guān)鍵因素似乎是精分中核心節(jié)點(diǎn)組織的改變（圖5）。解剖網(wǎng)絡(luò)分析指出，患者前額葉和頂葉皮質(zhì)中高度核心點(diǎn)的作用不太突出，同時(shí)其他腦區(qū)也出現(xiàn)了非額葉核心節(jié)點(diǎn)。對功能和解剖連接的研究證實(shí)額葉和頂葉的核心點(diǎn)在整體網(wǎng)絡(luò)中扮演著并非重要的作用。根據(jù)彌散成像數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定義的核心空間位置直接比較顯示，患者的效率和向心性下降最強(qiáng)，顯示出高度重疊，這表明這些區(qū)域在疾病病理學(xué)中的重要作用。此外，節(jié)點(diǎn)層級拓?fù)渥兓性陬~葉聯(lián)合區(qū)，這些區(qū)域通常被認(rèn)為是腦結(jié)構(gòu)和功能的核心節(jié)點(diǎn)。

圖5：精分中核心連接損傷的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)

a：彌散加權(quán)成像獲得的解剖連接分析為精分患者hub連接可能降低提供了進(jìn)一步的證據(jù)。對精分患者表現(xiàn)出路徑長度增加和向心性降低的區(qū)域與健康被試（左列）進(jìn)行比較，結(jié)果顯示高度重疊（右列）。

b：與健康對照相比攜帶22q11.DS的精分患者核心結(jié)構(gòu)降低（具體請見公眾號的文章解讀： 22q11缺失綜合征患者在青春期后期的陽性精神疾病癥狀與海馬體積，思影就是走在研究潮流的前沿的，關(guān)注我，準(zhǔn)沒錯(cuò)）。

c：將大腦網(wǎng)絡(luò)的邊劃分為核心節(jié)點(diǎn)相互連接（“富人俱樂部連接”）、核心節(jié)點(diǎn)和外周節(jié)點(diǎn)連接（“支線連接”）以及外周節(jié)點(diǎn)連接（“本地連接”），顯示精分患者主要以“富人俱樂部連接”減少，未受影響的為中等水平。

最近在連接組中對富人俱樂部核心節(jié)點(diǎn)研究中進(jìn)一步的證據(jù)表明，核心組織的拓?fù)湮蓙y與精分相關(guān)。作為核心節(jié)點(diǎn)的集合，大腦“富人俱樂部”擁有密集的連通性，跨越空間分布的核心節(jié)點(diǎn)。它們連接許多功能網(wǎng)絡(luò)，形成了全腦神經(jīng)交流的假定解剖中樞。因此，富人俱樂部被認(rèn)為在人腦不同功能子域之間的神經(jīng)信號和信息整合中起到了至關(guān)重要的作用。

最近一項(xiàng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)研究顯示，精分患者的富人俱樂部數(shù)量明顯減少，對大腦中額葉、頂葉和島葉中樞之間的連接強(qiáng)度影響最嚴(yán)重。此外，與連接核心節(jié)點(diǎn)與非核心節(jié)點(diǎn)（稱為“支線連接”）或非核心節(jié)點(diǎn)與非核心節(jié)點(diǎn)（稱為“本地連接”）的連接相比，連接兩個(gè)富俱樂部節(jié)點(diǎn)（稱為“富人俱樂部連接”）的邊的降幅最大。（上圖5）在所有患者中，富人俱樂部強(qiáng)度的降低與較低的網(wǎng)絡(luò)效率、更顯著的功能動態(tài)改變和更差的疾病結(jié)局有關(guān)。此外，功能性研究顯示，患者的功能連接水平降低，富人俱樂部區(qū)域的低頻功率受損。最近對22q11ds缺失導(dǎo)致臨床表型的患者進(jìn)行的一項(xiàng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)研究發(fā)現(xiàn)，其與精分幾乎是不可區(qū)分，尤其與其他低核心點(diǎn)腦區(qū)相比，在皮質(zhì)和皮質(zhì)下核心點(diǎn)中發(fā)現(xiàn)了不相稱的連通性喪失（上圖5）。

總體上，這些發(fā)現(xiàn)表明核心連接和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的核心紊亂可能是患者網(wǎng)絡(luò)廣泛異常的基礎(chǔ)，對大腦的功能動力學(xué)和功能能力有顯著影響，反之則是對全腦（認(rèn)知）功能的影響。

異常網(wǎng)絡(luò)組織形式和臨床癥狀

網(wǎng)絡(luò)連接或拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的差異對于繪制精分患者的大腦失調(diào)具有一定的幫助。然而，如果這些措施是為了洞察疾病的臨床表現(xiàn)，它們應(yīng)該與癥狀的強(qiáng)度或病程的進(jìn)程相關(guān)聯(lián)。在理想情況下，他們還可以預(yù)測疾病的一些相關(guān)特征，如結(jié)局、治療反應(yīng)或發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)（機(jī)器學(xué)習(xí)在這方面工作中扮演著極為重要的角色，同樣，請直接點(diǎn)擊）：

第七屆腦影像機(jī)器學(xué)習(xí)班

在健康者中，腦網(wǎng)絡(luò)組織的變化與個(gè)體間認(rèn)知功能的差異密切相關(guān)。網(wǎng)絡(luò)整合的連接和拓?fù)鋵傩灾笜?biāo)都與個(gè)體智力差異、特定認(rèn)知領(lǐng)域的表現(xiàn)、信息處理速度以及人格特征的差異有關(guān)。

在患者中，陽性癥狀的嚴(yán)重程度與整體結(jié)構(gòu)連接水平降低、結(jié)構(gòu)和功能耦合的減少和增加、顳葉和額葉區(qū)連接強(qiáng)度、全局網(wǎng)絡(luò)效率的降低以及聚類水平的降低有關(guān)。陰性癥狀的嚴(yán)重程度與全腦功能連接降低、全腦結(jié)構(gòu)連接增加、默認(rèn)子網(wǎng)絡(luò)中結(jié)構(gòu)功能連接增加以及全局網(wǎng)絡(luò)效率和全腦聚類水平的降低有關(guān)。

功能連接較低也與認(rèn)知能力較差有關(guān)。拓?fù)溲芯恐饕杏诰W(wǎng)絡(luò)效率相關(guān)屬性。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，患者的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)效率和智力之間缺乏正常的關(guān)系。使用MEG對功能網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行評估的研究發(fā)現(xiàn)，精分患者的網(wǎng)絡(luò)成本效率有所降低，并且這種降低與工作記憶表現(xiàn)較差有關(guān)。腦功能網(wǎng)絡(luò)的成本效率具有很強(qiáng)的遺傳性，提示這些缺陷可能是遺傳基礎(chǔ)。

在不同的神經(jīng)系統(tǒng)中，不同癥狀與連接變化相關(guān)的方式似乎也存在一定程度的特異性。例如，背側(cè)尾狀核和背外側(cè)前額葉皮質(zhì)之間的功能連接降低與首發(fā)精神病患者陽性癥狀的嚴(yán)重程度和經(jīng)歷危險(xiǎn)心理狀態(tài)患者的前驅(qū)陽性癥狀有關(guān)。相反，陽性癥狀的嚴(yán)重程度也與默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)內(nèi)側(cè)前額葉功能連接增加有關(guān)。同樣，額葉-紋狀體-顳葉系統(tǒng)功能連接和拓?fù)湫试黾优c更嚴(yán)重的聽、幻覺精神分裂和22q.11缺失患者有關(guān)。這些結(jié)果與不同神經(jīng)回路變化引起不同癥狀變化的觀點(diǎn)一致。

對以上研究進(jìn)行觀察，很容易得出這樣的結(jié)論：功能測量可能是大腦功能狀態(tài)相關(guān)變化的一個(gè)更具體的指標(biāo)，可能更密切地跟蹤癥狀表達(dá)的開始和抵消，而結(jié)構(gòu)測量則更穩(wěn)定，因此可能與更持久的疾病特征有關(guān)。

事實(shí)上，有一些證據(jù)表明，長期的疾病結(jié)果和臨床功能與較低水平的結(jié)構(gòu)豐富的富人俱樂部組織有關(guān)，但與癥狀嚴(yán)重程度沒有明確的相關(guān)性。然而，越來越多的證據(jù)表明，在未受影響或受影響最小的風(fēng)險(xiǎn)人群中，其結(jié)構(gòu)和功能變化也很明顯，這表明功能連接改變也可能捕獲疾病病理生理學(xué)中的穩(wěn)定或內(nèi)在的成分。

腦連結(jié)，遺傳和疾病易感性

在發(fā)育早期和青春期，大腦連接線路和大腦網(wǎng)絡(luò)組織發(fā)生了明顯的變化，在特定時(shí)期偏離正常發(fā)展軌跡可能會增加精分的易感性。一些證據(jù)表明，大腦連接的異常發(fā)展在精分的病因中起著重要作用。

首先，結(jié)構(gòu)和功能研究表明，患者未受影響的親屬與受影響的先證者表現(xiàn)出相似的腦網(wǎng)絡(luò)改變，這表明了遺傳基礎(chǔ)。其次，兒童期發(fā)作精分患者與成人患者表現(xiàn)出類似的功能性腦網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥儺悺Ｔ俅?，通過解剖網(wǎng)絡(luò)分析，精分患者的新生兒后代在連接強(qiáng)度、通信效率和中樞強(qiáng)度方面已經(jīng)顯示出水平較低。最后，通過全基因組關(guān)聯(lián)和連鎖分析確定的精分假定遺傳風(fēng)險(xiǎn)變異也與精分患者的連接和拓?fù)渥兓嚓P(guān)。這些研究結(jié)果一致表明，特定神經(jīng)回路中的遺傳易感性與環(huán)境因素相互作用，導(dǎo)致了疾病的發(fā)生。

盡管這些研究已被證明對理解假定遺傳風(fēng)險(xiǎn)變異的神經(jīng)生物學(xué)影響和識別疾病發(fā)病的潛在風(fēng)險(xiǎn)生物標(biāo)志物有用，但目前還沒有將失連接表型轉(zhuǎn)化為臨床有用的預(yù)測因子（這是目前研究的一個(gè)瓶頸所在）。盡管精分大多數(shù)其他假定生物標(biāo)志物也是如此，但最近的研究表明，將多變量分類器應(yīng)用于灰質(zhì)體積測量的結(jié)果是有希望的，相對較高的準(zhǔn)確度（>80%）可以在臨床區(qū)別上發(fā)揮重要作用。

例如高危人群隨后將轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍\斷的精神病性障礙。如果連接組學(xué)測量在這方面有用，它們必須具有在準(zhǔn)確性上優(yōu)于簡單測量的區(qū)別。到目前為止，初步研究表明，由全腦功能連接測量組成的分類器對患者和對照組區(qū)分準(zhǔn)確率達(dá)到80%，患者及其未受影響的親屬準(zhǔn)確率為79%，親屬和對照組為77%。這些結(jié)果與基于形態(tài)計(jì)量學(xué)的分類器具有相同的范圍，表明不僅在識別高危人群方面有希望，而且在區(qū)分高危人群和患者方面也有希望。這些分類器的可推廣性和比較效能方面的問題仍然有待在未來進(jìn)行進(jìn)一步的研究（機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)將是這類研究最大的幫手，直接點(diǎn)擊）：

第八屆腦影像機(jī)器學(xué)習(xí)班

精分模塊化失調(diào)

圖論方法的一個(gè)特殊優(yōu)勢是，它可以很容易地對為模擬觀察網(wǎng)絡(luò)屬性改變的發(fā)生和功能結(jié)果而生成的模型進(jìn)行系統(tǒng)闡述和評估。已有兩類廣泛的模型被研究。增長模型試圖通過按照預(yù)先指定的規(guī)則根據(jù)增長網(wǎng)絡(luò)來推斷可能導(dǎo)致特定異常網(wǎng)絡(luò)組織模式的異常發(fā)展。動態(tài)模型試圖通過神經(jīng)激活和相互作用的生物物理學(xué)模型來理解活動失調(diào)的根本原因。

在一項(xiàng)研究中，一個(gè)簡單的生長網(wǎng)絡(luò)模型在兩個(gè)約束條件下能夠在健康功能腦網(wǎng)絡(luò)中重現(xiàn)實(shí)驗(yàn)觀察到的各種拓?fù)涮匦裕s束條件是：偏向集群連接和對長距離連接的懲罰，因?yàn)殚L距離連接將帶來更大的能力消耗，具體分析仍舊可以看公眾號：大腦連接障礙中跨腦疾病的連接組形勢）。

此外，通過調(diào)整模型參數(shù)來緩和聚類偏差，減少長距離連接的懲罰，準(zhǔn)確地模擬了COS患者觀察到的拓?fù)渥兓?。這項(xiàng)研究的一個(gè)啟示是，指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)形成的發(fā)育規(guī)律的微小變化可能會對非最優(yōu)化腦網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)造成易感性，從而形成疾病發(fā)展的病理機(jī)制。這種生長模型尤其適用于精分等神經(jīng)發(fā)育障礙，有助于理解精分在青春期和成年早期的發(fā)生與發(fā)展。

動態(tài)模型考慮了神經(jīng)元種群生物物理特性從而模擬大腦功能動力學(xué)。當(dāng)使用實(shí)證推導(dǎo)得到的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬時(shí)，它們能夠模擬特定結(jié)構(gòu)成分功能失調(diào)的后果。動態(tài)模型表明，某些網(wǎng)絡(luò)配置允許大腦活動功能模式更動態(tài)和更多樣化，相反，解剖連接破壞可能解釋功能存在的廣泛變化。最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，無論是在整體還是局部，在精分中人為地降低解剖連接都會影響到功能網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化；特別是腦功能網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵傩跃垲惤档秃腿中芴岣邥r(shí)。最新動態(tài)模型的發(fā)展和應(yīng)用，加上大規(guī)模神經(jīng)建模源代碼平臺開放，可能會增強(qiáng)這些技術(shù)在精神類疾?。ㄈ缇穹至寻Y）中的擴(kuò)展和應(yīng)用。特別是，能夠準(zhǔn)確捕捉精分紊亂機(jī)制假說（如多巴胺失調(diào)或GABA能缺陷和N-甲基-D-天門冬氨酸（NMDA）受體信號）的模型，將有助于彌合精分分子病理學(xué)與大規(guī)模連接紊亂之間的鴻溝。

結(jié)束語及開放性問題

幾十年來對精神分裂癥患者腦連接改變的積極研究取得的大量證據(jù)表明：大腦失連接在精神分裂癥的病理生理學(xué)中起著重要作用。最近，網(wǎng)絡(luò)研究表明，精分具有網(wǎng)絡(luò)連通性和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都發(fā)生了變化，包括全球網(wǎng)絡(luò)通信中斷、分離和結(jié)構(gòu)和功能性集線器連通性不足（備注：全球的意思就是全腦，集線器的意思是聚類）。

精分患者所觀察到的許多網(wǎng)絡(luò)異常似乎集中在高度連接的核心區(qū)。事實(shí)上，最近的概念性研究表明，大腦核心節(jié)點(diǎn)的異常連接和信息整合的中斷可能是這種疾病的一個(gè)核心方面。然而，精神分裂癥是否是一種針對于核心點(diǎn)的疾病，以及這些核心效應(yīng)在多大程度上特定于精分，仍然是個(gè)懸而未決的問題。

在任何情況下，這些證據(jù)都指向了網(wǎng)絡(luò)失調(diào)的遺傳基礎(chǔ)，表明富有成效的方法將涉及到精分假定風(fēng)險(xiǎn)變異對大腦網(wǎng)絡(luò)連接和發(fā)展的影響的表征。在此背景下，該領(lǐng)域的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)是開發(fā)適當(dāng)?shù)姆治隹蚣?，融合連接組學(xué)和基因組學(xué)研究中獲得的高度多元的數(shù)據(jù)集。其他重要的挑戰(zhàn)包括：

1.確定連接測量是否能為臨床相關(guān)分類提供信息，制定能夠復(fù)制精分復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)失調(diào)的生長模型，以及它們的動態(tài)后果。

2.結(jié)合功能性腦網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)配置信息，描述健康和受影響網(wǎng)絡(luò)組織系統(tǒng)層面和利用跨模型方法的研究尤其有意義。克服這些挑戰(zhàn)，對于超越簡單的描繪連接變化，闡明潛在的疾病機(jī)制是十分必要的。

總結(jié)：

已有大量研究表明，大腦失連接在精神分裂癥的病理生理學(xué)中起著重要作用。精分患者的網(wǎng)絡(luò)連通性和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都發(fā)生了一定程度的變化，這些變化得到了結(jié)構(gòu)連接研究和功能連接研究的共同支持，但是當(dāng)前研究中仍舊存在著研究結(jié)果相互矛盾、預(yù)測準(zhǔn)確性仍舊較低等諸多問題，這些問題的解決將在未來的研究中起到重要的發(fā)展作用！

原文：

Brain networks in schizophrenia

MP van den Heuvel, A Fornito - Neuropsychology review,

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