文献汇报
简介
随着弥散MRI技术的出现，人们将研究领域的焦点逐渐从灰质转移到白质连接上。已有研究表明人脑白质弥漫性改变以及结构连接的中断，与临床症状和认知缺陷有关。关于精神分裂症的一些著名理论认为，脑白质的结构性病理改变可能与脑发育，成熟和退化过程有关，然而，目前缺乏包含生命跨度的研究来验证这些理论。因此，绘制出白质在人类生命跨度中的变化可以为了解精神分裂症中白质异常的生物学性质提供独特的见解。
根据以前的研究报道，作者提出了3种可能的白质变化轨迹。第一种是“精神分裂症的神经发育模型”，假设精神分裂症是由产前，围产期，幼儿或青春期发生的环境或遗传损害导致的，与健康对照组相比，精神分裂症在整个生命周期内白质完整性均降低；第二种是“精神分裂症的成熟模型”，该模型表示不同的上升斜率和成熟高峰的变化可以反映脑白质在成熟过程中受到的干扰，提示髓鞘发育受到干扰；第三种是“精神分裂症的加速老化模型”，该模型表示精神分裂症以更快的速率发生老化，如髓鞘破裂。
在以前的研究中，样本量少，年龄跨度也小，描绘白质的变化轨迹受到限制。而在这项研究中，精分患者处于不同疾病阶段，年龄跨度也大，大量的弥散MRI数据来自多个中心，通过对弥散数据进行归一化，进而描绘出精神分裂症中白质的变化轨迹。
这项研究的被试一共来自13个中心，包括名精分患者和名正常对照。作者采用了一种基于旋转不变球谐函数特征的归一化方法，这种方法针对弥散数据进行归一化，能够去除中心间的差异，同时考虑采集参数的细微差异，例如b值、空间分辨率和梯度方向的数量。对弥散数据进行归一化之后，作者从IIT（IIT_WM_atlas_skeletonized.nii.gz）人类大脑概率图谱中提取14个白质纤维束，分别为胼胝体辐射线枕部和额部，扣带束和海马纤维束，下额枕束，下纵束，上纵束，钩束，分别计算了全脑白质和每条纤维束的平均FA。为了确定拟合年龄相关变化的最佳模型，作者用了参数模型和非参数模型分别对精分和正常人的平均FA进行拟合。由于作者发现二次曲线提供最佳的拟合，因此选择二次曲线来建模。此外，还计算了FA在不同年龄段组间差异的效应大小，根据效应大小在整个生命周期内的变化，采用k-means对纤维束进行聚类。
通过分析归一化后的弥散MRI数据，作者对脑白质早期损伤有突破性的发现。在精分患者的脑白质中，边缘联络纤维容易受早期发育异常的影响，并且这种异常随年龄增加而保持稳定；大脑半球内长程联络纤维（包括语言束）成熟期更短，衰老更快；胼胝体纤维（连合纤维）从疾病开始就表现出严重的损伤，并且随年龄增长损伤逐步加严重。该研究表明在精神分裂症中广泛分布的脑白质损伤出现较早或成熟紊乱。此外，胼胝体和长程联络纤维会出现加速老化的现象，但不包括边缘纤维，这种差异表明了白质的病理变化存在特异性。因此，在未来的研究中，我们还需要探索脑白质的其他指标与性别和诊断之间的相互作用。
文献链接
Cetin-Karayumak,S.,DiBiase,M.A.,Chunga,N.,Reid,B.,Somes,N.,Lyall,A.E.,Kelly,S.,Solgun,B.,Pasternak,O.,Vangel,M.,Pearlson,G.,Tamminga,C.,Sweeney,J.A.,Clementz,B.,Schretlen,D.,Viher,P.V.,Stegmayer,K.,Walther,S.,Lee,J.,Crow,T.,…Kubicki,M.().Whitematterabnormalitiesacrossthelifespanofschizophrenia:aharmonizedmulti-sitediffusionMRIstudy.Molecularpsychiatry,25(12),–.