杜新忠戒毒网--戒毒门户 权威媒体
联系杜新忠:13757963812 | 网站地图
戒毒专家—杜新忠记事 第28届IFNGO世界大会暨第18届中国药物滥用防治协会学术会议通知
首页 > 当前位置:>医疗资讯 > 精神科相关 > 正文
精神科相关
情感障碍患者内侧前额叶-杏仁核异常的神经生物机制研究进展
2017-04-13 08:42:58 来自:中华精神科杂志 作者:胡爱民 薛志敏 刘哲宁 阅读量:1
  情感障碍受生物、心理、社会等多方面因素的影响,其发病机制复杂。目前关于情感障碍的神经生物机制仍不清楚,但大量研究显示情感障碍的神经生理病理机制与边缘-皮质-纹状体-苍白球-丘脑神经环路密切相关,而内侧前额叶与杏仁核是此神经环路上2个关键的脑区,在情绪与认知中起非常重要的作用[1]。我们综述与情感障碍相关的脑功能磁共振成像、影像遗传学、神经可塑性的研究,并总结抑郁症和双相障碍研究中与内侧前额叶、杏仁核相关的研究结果,以加深对情感障碍神经生物机制的理解,为进一步研究提供参考。
  
  一、内侧前额叶与杏仁核
  
  杏仁核在情绪处理、威胁、突显刺激知觉中起关键作用,与认知偏见相关[2]。内侧前额叶是情绪调节重要的脑区,有研究显示内侧前额叶在社会认知、抑郁冗思以及自我相关任务中激活增强[3]。内侧前额叶与杏仁核相互作用,对增强情绪刺激视觉加工至关重要,并参与选择性注意过程[4],介导害怕行为的生物化学变化,对恐惧形成条件反射[5],与危险、不确定、新奇的刺激,特别是负性情绪刺激处理相关[6,7]。有研究显示腹内侧前额叶通过自上而下对杏仁核输出抑制负性情绪[8];而背内侧前额叶-杏仁核神经环路能在威胁环境中避免危害行为[9,10]。
  
  此外,内侧前额叶与杏仁核分别组成内侧前额叶-纹状体-苍白球-丘脑,以及杏仁核-纹状体-苍白球-丘脑环路,这2条环路构成与情绪及认知处理密切相关[11]。来自内侧前额叶的大量信息输出到下丘脑、水管周围灰质和其他内脏控制中心,终止于下丘脑和苍白球,与内脏对情感的回应相关,皮质-纹状体-苍白球-丘脑环路的过度激活将产生长期“不安”的感觉,构成抑郁症的易感因素[12];而杏仁核-纹状体-苍白球-丘脑环路上杏仁核将兴奋投射至纹状体,纹状体投射至腹侧苍白球,从苍白球投射至内侧丘脑,对内侧丘脑产生抑制,杏仁核对基底节调节功能紊乱可能改变胆碱、去甲肾上腺素和多巴胺等神经递质,影响情绪和注意,减缓或激活奖赏处理,潜在地导致快感缺乏或情绪高涨[13]。
  
  二、脑功能磁共振成像研究
  
  关于抑郁症的研究显示,Greicius等[14]研究发现抑郁症患者静息态下内侧前额叶、眶额叶功能连接显着异常,特别是下膝扣带回与杏仁核的连接异常增强;Sheline等[15]研究发现抑郁症患者背内侧前额叶成为默认网络、认知网络和情感网络重要功能连接的热点脑区,3个网络的功能连接通过与背内侧前额叶连接而异常增强,研究认为这种异常连接干扰认知网络对外界任务刺激注意的准备状态,使抑郁症患者功能调节紊乱,包括内脏调节紊乱如食欲、睡眠、警觉、性欲等,与抑郁症状严重程度密切相关。任务态下,研究显示抑郁症患者对于负性自传体记忆,杏仁核高激活,对于正性自传体记忆,杏仁核显示低激活[16,17];而另有研究显示对于负性情绪刺激腹内侧前额叶激活增强,对于正性情绪刺激腹内侧前额叶激活降低[18]。这些研究显示,抑郁症患者在情绪体验中杏仁核、内侧前额叶对于负性刺激的注意偏向。同时,关于青少年抑郁症患者的研究显示杏仁核-内侧前额叶功能异常增强,且与负性情绪、抑郁发作呈正相关[19,20,21]。
  
  关于双相障碍的研究也显示,患者内侧前额叶、杏仁核功能异常,使用情绪表情确认和情绪处理任务,双相障碍Ⅰ型患者的杏仁核和内侧前额叶激活异常增强,提示杏仁核和内侧前额叶激活异常可能与双相障碍患者对情绪的夸大反应、社会认知功能紊乱相关[22,23];而静息态下,研究显示精神病性双相Ⅰ型障碍患者杏仁核-内侧前额叶连接增强[24],并且在青少年双相障碍患者中也发现发病早期以杏仁核与前额叶功能连接增强为特征[25]。此外,关于双相障碍患者亲属的研究也显示内侧前额叶-杏仁核功能异常,并提示双相障碍疾病风险[26,27]。
  
  总之,研究显示情感障碍患者的内侧前额叶、杏仁核功能异常,与抑郁症患者内脏调节、情绪认知、自我关注思维等功能紊乱密切相关,与双相障碍患者夸大情绪反应、社会认知功能紊乱密切相关。
  
  三、神经可塑性研究
  
  神经可塑性研究显示,神经系统为回应压力而使用新的资源,异常神经发生、连接或者传递产生一系列可塑系统模式变化,使神经环路(网络)上脑区的结构与功能水平发生变化[28]。研究显示慢性压力对情感障碍患者的前额叶信息加工处理产生影响,使前额叶对边缘脑区的调节与控制紊乱,特别是干扰前额叶-杏仁核神经环路的投射[29]。
  
  正性情绪表情任务研究显示,抑郁症患者眶内侧前额叶皮质对杏仁核自上而下的过度抑制,显示杏仁核激活减弱;双相障碍患者眶内侧前额叶皮质对杏仁核自上而下的调节减弱,显示杏仁核激活增强[30]。另一研究显示双相障碍患者对于正性、负性情绪图片边缘脑区过度激活,对情绪产生夸大反应;抑郁症患者仅对负性情绪刺激杏仁核、壳核等脑区激活增强[31]。这些关于功能磁共振的研究可能提示在适应慢性压力中,情感障碍患者可能采用异常的前额叶-杏仁核心理加工模式,逐渐导致异常的神经发生、连接或者传递,使前额叶-杏仁核神经元兴奋与抑制关系发生改变。
  
  结构磁共振研究结果也提供了情感障碍患者神经可塑机制改变的证据。研究显示抑郁症、双相障碍患者的前额叶体积下降与前额叶胶质细胞数量减少相关,而胶质细胞提供神经元的代谢支持,是神经可塑性多种形式的中心,胶质细胞数量减少能够导致内侧前额叶锥体细胞功能和形态学的改变[32]。另一研究显示双相障碍患者与抑郁症患者比较,杏仁核、海马体积下降[33]。这些研究显示情感障碍患者前额叶胶质细胞数量、杏仁核突触形态以及体积的改变,而神经发生、突触形态是神经可塑性表达的基础。
  
  此外,有研究显示,健康人在慢性压力中杏仁核激活增强,以及背内侧前额叶-杏仁核功能连接增强,可能增加炎症相关疾病风险,如抑郁障碍和心血管疾病[34]。动物研究显示,早期压力可能损伤内侧前额叶-杏仁核环路的发育,导致内侧前叶与杏仁核激活不平衡[35],使前额叶突触减少,以及杏仁核突触增强[36]。总之,这些研究提示情感障碍发病机制可能与慢性压力下内侧前额叶-杏仁核神经可塑机制改变相关。
  
  四、影像遗传学研究
  
  影像遗传学研究显示,脑功能网络具有遗传成分,精神疾病与多种基因相关,一部分基因存在疾病风险影响脑神经环路的功能整合,控制复杂的行为表型如认知与情绪[37]。研究显示内侧前额叶-杏仁核环路的功能整合受多种基因的影响,5-羟色胺转运体基因启动子区(5-hydroxytryptamine transport gene-linked polymorphic region,5-HTTLPR)调节前扣带-杏仁核神经环路的细胞兴奋性[38],单胺氧化酶A的长等位基因(monoamine oxidase A-L-allele, MAOA-L-allele)与腹侧前额叶-杏仁核连接增强相关[39]。在情感障碍研究中,抑郁症5-HTTLPR的S等位基因与内侧前额叶-杏仁核功能连接下降以及内侧前额叶、杏仁核灰质体积下降密切相关[40];双相障碍研究显示内侧前额叶-杏仁核的功能连接异常与锌指蛋白804A(zinc finger protein 804A, ZNF804A)的rs1344706基因位点相关[41]。最近,关于情绪任务的研究显示神经营养性酪氨酸激酶2型受体(neurotrophic tyrosine kinase receptor type 2,NTRK2)的异常可能与前额叶、边缘叶情绪唤起机制的异常相关,导致情绪调节的紊乱[42]。
  
  总之,尽管对于情感障碍影像遗传学研究还没有形成一致的结果,但研究显示情感障碍患者的内侧前额叶-杏仁核神经环路上脑结构与功能连接异常可能与患者异常基因携带相关,提示这些异常基因携带者的情感障碍高疾病风险。
  
  五、总结与展望
  
  我们综述了情感障碍患者内侧前额叶-杏仁核的脑功能磁共振成像、影像遗传学和神经可塑性的研究结果。研究显示抑郁症、双相障碍患者内侧前额叶-杏仁核神经环路脑结构、功能的异常并存在差异。这些异常与差异受遗传基因、慢性压力、行为习惯等因素的影响。然而,关于抑郁症和双相障碍患者的内侧前额叶-杏仁核神经环路异常与情绪认知、遗传因素、神经可塑机制的相互作用、相互影响的研究还处于初步阶段,对于研究结果之间的联系还不清楚,临床研究与临床应用还存在很大的距离。
  
  在今后的研究中,应将神经生物化学、脑功能磁共振成像、影像遗传学、神经可塑性、行为异常改变等研究结合起来,使用多维度的方法探测内侧前额叶-杏仁核神经环路上分子、基因、神经环路与行为之间的关系,进一步加深对此环路的理解,预测两种疾病发展的关键变量;同时,利用先进的技术与方法,进一步深入研究,如采用多模态的神经影像学方法,探测内侧前额叶-杏仁核神经环路情绪与认知关系,更好地阐释情感障碍患者情绪处理的心理加工异常模式,指导抑郁症与双相障碍治疗方案的选择;此外,进一步在青少年情感障碍患者及情感障碍易感人群中检测内侧前额叶-杏仁核的神经可塑机制发展轨迹,对情感障碍的预防和早期干预具有重要意义。
[责任编辑]杜新忠
杜新忠戒毒网--戒毒门户 权威媒体