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复旦大学分析了青少年精神和行为障碍的认知调控机制

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  • 2020-04-22 15:01:07
  • 来源:中国青年网

文章来源:中国青年网

日前,复旦大学类脑智能科学与技术研究院青年研究员贾天野与英国伦敦国王学院、复旦大学特聘讲座教授冈特·舒曼(Gunter Schumann)共同领衔的国际团队,首次系统性地从多个特异性的认知环路分析了青少年精神和行为障碍的认知调控机制,并找到了外向障碍相关特征行为在不同认知领域特异性的功能脑区。研究者进一步从神经影像层面对这些高度关联的特征行为进行分型,发现注意力缺陷障碍和品行障碍由行为抑制任务下的右侧下额叶区域共同调控,揭示了两者共病的脑网络机制。

4月20日,相关研究成果以《强化相关行为的神经行为学特征及分型研究》(“Neurobehavioural characterisation and stratification of reinforcement-related behaviour”)为题发表在自然杂志子刊《自然·人类行为》(Nature Human Behaviour),该研究不仅揭示了外向障碍共病及分型的认知环路调控机制,同时为跨疾病诊断及分型治疗提供了重要的理论基础。

近年来,随着社会发展、竞争压力和亲子关系的变化,青少年精神疾病特别是情绪障碍呈上升趋势。《中国青年发展报告》显示,我国17岁以下儿童和青少年中,约3000万人受到了各种情绪障碍和行为问题的困扰。其中青少年常见的外向障碍包括多动及注意力缺陷障碍、对立违抗障碍、品行障碍等,内向障碍包括焦虑症、忧郁症等。

人类与强化学习相关的认知能力包括对预期奖赏的反应、对行为的抑制调控以及对于情感的调控等,这一认知能力缺陷一直以来被认为是造成注意力缺陷多动障碍、对立违抗障碍及品行障碍等外向障碍和焦虑症、忧郁症等内向障碍的重要机制。但是,人们并不清楚这些不同认知能力的缺陷对于精神和行为障碍的具体影响,也不清楚是否存在特异性的神经生物学标志物,以用来区分这些高共病的精神和行为障碍。

该论文的主要研究者之一贾天野博士介绍,研究团队基于全脑体素级别的激活相似度,利用“加权体素共激活网络分析”(Weighted Voxel Co-activation Network Analysis, WVCNA)的方法,从参与欧洲青少年影像遗传学IMAGEN计划的2000名14岁青少年中,获取了“奖赏预期”“行为抑制”和“情绪处理”三种任务态脑功能影像的全脑功能分区。在此基础上,研究团队进一步利用Ridge受限典型相关分析(Ridge-RCCA)方法,发现了三种任务态的全脑功能分区可以在相当程度上解释“外向障碍”的相关症状,主要由奖赏预期和行为抑制独立贡献。

研究团队将“外向障碍”的症状分为四个行为域,即多动、冲动、注意力缺陷和品行问题,并找到其各自在奖赏预期和行为抑制任务中显著相关的核心脑区,这些行为域各自对应的核心脑区不仅在不同的行为域间具有显著的区别,并且指向了可能的共病机理。

世界卫生组织2019年发布的最新统计数据显示,全球范围内,10-19岁的青少年精神卫生状况占全球疾病和伤害负担的16%。 “这一突破性的研究通过结合脑功能影像和心理学实验测试,揭示了外向性及内向性精神障碍症状的特异性神经影像特征,进而为建立一套更基于神经科学的、综合多维度信息的精神障碍诊断标准提供了支持。”英国皇家学会院士特雷弗·罗宾斯(Trevor Robbins)评论。

贾天野博士为该论文的第一作者及共同通讯作者,冈特·舒曼教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、上海市浦江人才计划、上海市脑与类脑智能基础转化应用研究市级重大专项以及上海市科委科技创新计划等的经费支持。

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