進(jìn)食障礙患者靜息態(tài)大腦功能連接研究進(jìn)展

李瀟，張嵐

(四川大學(xué)華西醫(yī)院 心理衛(wèi)生中心，四川 成都 610041)

進(jìn)食障礙(eating disorders, ED)是以進(jìn)食行為異常為顯著特征的一組疾病，主要包括神經(jīng)性貪食(bulimia nervosa)、神經(jīng)性厭食(anorexia nervosa)、暴食障礙(binge eating disorders)以及其他特定/未特定的進(jìn)食障礙[1]。進(jìn)食障礙疾病的患病率逐年升高，并且是精神科死亡率較高的一類疾病[2]。

進(jìn)食障礙的病因比較復(fù)雜，包括神經(jīng)生物學(xué)以及社會心理學(xué)方面的異常等等，二者的交互關(guān)系限制了該病治療的發(fā)展[3]。相關(guān)的神經(jīng)影像學(xué)研究可以提高我們對ED發(fā)病機(jī)制的認(rèn)識，更好地理解這類疾病的神經(jīng)生物學(xué)和臨床心理特征之間的相互關(guān)系[4]。目前最常用的腦影像學(xué)研究技術(shù)是功能磁共振成像(functional magnectic resonance imaging, fMRI)，它可以測量大腦在活動期間局部腦血流的變化以及隨之產(chǎn)生的脫氧血紅蛋白的水平，通過不同腦區(qū)之間的血氧水平依賴性信號測量神經(jīng)活動的時間相關(guān)性，因此又稱為血氧水平依賴性fMRI[4- 5]。以前很多腦影像學(xué)研究都集中于探索在執(zhí)行特定的任務(wù)期間，進(jìn)食障礙患者大腦的活動狀態(tài)，但是即使是在靜息狀態(tài)下，大腦也處于一定的同步活動狀態(tài)。目前，越來越多的研究已經(jīng)開始探索靜息狀態(tài)下大腦各區(qū)域的相互作用和連接，靜息狀態(tài)功能連接分析評估了當(dāng)受試者清醒但處于休息狀態(tài)時大腦各區(qū)域之間的同步活動[6]。在fMRI中，大腦功能連接狀態(tài)可以通過比較體素或感興趣區(qū)域之間的相關(guān)性以及構(gòu)建大腦的功能活動網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行測量。

本文作者主要對神經(jīng)性厭食癥和神經(jīng)性貪食癥患者大腦靜息態(tài)功能連接改變的研究進(jìn)展作一綜述。

1 神經(jīng)性厭食癥

神經(jīng)性厭食癥的主要特征是體像障礙，對體重和體形的過分關(guān)注以及對體重增加的強(qiáng)烈恐懼，從而導(dǎo)致嚴(yán)格的飲食限制和體重顯著下降[1]。神經(jīng)性厭食癥的治愈率很低，約1/4的患者會轉(zhuǎn)為慢性病程[7]。

一項針對未經(jīng)藥物治療的青少年非典型神經(jīng)性厭食癥患者的大腦功能連接研究發(fā)現(xiàn)，與正常對照組相比，神經(jīng)性厭食癥患者參與面部信息處理和社會認(rèn)知的腦區(qū)功能連接減弱，這些腦區(qū)包括左側(cè)殼核、左側(cè)枕部梭狀回以及小腦，而涉及感官刺激、審美判斷和對社會排斥焦慮的腦區(qū)功能連接增強(qiáng)，這些腦區(qū)包括右側(cè)顳下回、左側(cè)頂上小葉以及枕葉外側(cè)皮質(zhì)[8]。Ehrlich等[5]通過使用基于腦網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計分析方法發(fā)現(xiàn)急性期神經(jīng)性厭食癥患者皮層下腦區(qū)之間的功能連接減弱,主要包括杏仁核、下丘腦、梭狀回、雙側(cè)殼核以及后腦島等區(qū)域，這些腦區(qū)功能連接的改變可能跟神經(jīng)性厭食癥患者內(nèi)感受和疼痛處理過程異常有關(guān)。另一項研究發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)過藥物治療的急性期神經(jīng)性厭食癥患者角回與額- 頂葉網(wǎng)絡(luò)、前腦島與默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)之間的功能連接增強(qiáng),可能與神經(jīng)性厭食癥患者過度的認(rèn)知控制及對自身身體的過分關(guān)注有關(guān)[9]。在疾病期，由于限制性進(jìn)食行為，神經(jīng)性厭食癥患者通常體重明顯低于正常水平，Biezonski等[10]的研究發(fā)現(xiàn)，體重不足的神經(jīng)性厭食癥患者丘腦中部內(nèi)側(cè)以及雙側(cè)背外側(cè)前額皮層的功能連接增強(qiáng)，而丘腦前部與左側(cè)前額皮層功能連接減弱，丘腦- 額葉靜息態(tài)功能連接的改變與神經(jīng)性厭食癥患者工作記憶和認(rèn)知控制能力受損有關(guān)。一篇針對神經(jīng)性厭食癥患者神經(jīng)影像學(xué)的縱向研究發(fā)現(xiàn)，體重不足的厭食癥患者左側(cè)伏隔核和左側(cè)眶額皮質(zhì)之間的功能連接增強(qiáng)，但在體重恢復(fù)后，神經(jīng)性厭食癥患者伏隔核- 眶額皮質(zhì)之間的功能連接與正常對照組比較未見明顯差異。該區(qū)域的靜息態(tài)功能連接改變可能跟厭食癥患者獎賞處理過程及決策能力受損有關(guān)[11]。Haynos等[12]對19例限制型的神經(jīng)性厭食癥患者靜息態(tài)大腦功能連接研究同樣發(fā)現(xiàn)，進(jìn)食障礙患者在涉及獎賞處理的腦區(qū)靜息態(tài)功能連接發(fā)生了改變，還發(fā)現(xiàn)參與習(xí)慣學(xué)習(xí)的腦區(qū)靜息態(tài)功能連接也發(fā)生了改變。他們發(fā)現(xiàn)神經(jīng)性厭食癥患者的伏隔核與額上回之間、腹側(cè)尾狀核與眶額皮質(zhì)之間以及背側(cè)尾狀核與額顳葉和基底節(jié)區(qū)域之間的功能連接減弱，但未發(fā)現(xiàn)有功能連接增強(qiáng)的腦區(qū)。Scaife等[13]通過對12例限制型神經(jīng)性厭食癥患者及14例疾病恢復(fù)后的限制型神經(jīng)性厭食癥患者的研究發(fā)現(xiàn)，在厭食癥急性期外側(cè)視覺網(wǎng)絡(luò)的功能連接減少，即使在體重恢復(fù)后這一改變?nèi)匀淮嬖?。外?cè)視覺網(wǎng)絡(luò)包括枕葉、枕顳交界處以及頂上小葉等，主要參與視覺及視覺空間注意的過程，與進(jìn)食障礙患者身體圖像處理過程有關(guān)。因此，該網(wǎng)絡(luò)靜息態(tài)功能連接的改變可能與神經(jīng)性厭食癥患者對自我身體形象感知的異常有關(guān)。該研究還發(fā)現(xiàn)聽覺網(wǎng)絡(luò)的功能連接也減弱，主要包括中央前回、中央后回以及腦島等區(qū)域，中央前回及后回分別對應(yīng)主要的運(yùn)動及軀體感覺運(yùn)動區(qū)域，表明厭食癥患者的軀體感覺運(yùn)動反應(yīng)下降；而腦島的功能連接改變可能與神經(jīng)性厭食癥患者的食欲調(diào)節(jié)、味覺信息處理和疼痛敏感性等功能存在異常有關(guān)。一項針對25例未經(jīng)藥物治療的神經(jīng)性厭食癥患者的縱向研究[14]顯示，使用基于種子點(diǎn)的功能連接分析方法發(fā)現(xiàn)厭食癥患者在體重不足狀態(tài)下，左側(cè)伏隔核與左內(nèi)側(cè)眶額皮質(zhì)的功能連接增強(qiáng)，而且這一改變在限制型與暴食清除型患者中未發(fā)現(xiàn)明顯差異，與先前Cha等[11]的研究結(jié)果相一致，他們還發(fā)現(xiàn)神經(jīng)性厭食癥患者突顯網(wǎng)絡(luò)與左側(cè)執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)之間的功能連接減弱，而且這些改變即使在體重恢復(fù)后仍然存在。突顯網(wǎng)絡(luò)和執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)主要參與注意過程、工作記憶和以目標(biāo)為導(dǎo)向的決策行為，這些網(wǎng)絡(luò)靜息態(tài)功能連接的改變可能與神經(jīng)性厭食癥患者在這些方面的能力受損有關(guān)。

上述研究結(jié)果提示，在靜息狀態(tài)下神經(jīng)性厭食癥患者的大腦功能連接發(fā)生了改變，而且這些改變跟厭食癥患者臨床特征密切相關(guān)。

2 神經(jīng)性貪食癥

神經(jīng)性貪食癥是以反復(fù)發(fā)作的暴食以及對進(jìn)食行為的失控為特征的一類進(jìn)食障礙。該病患者通常會通過一系列的代償行為，如催吐、使用瀉藥、過度運(yùn)動等來防止體重增加[1]。該病好發(fā)于青年女性，常常會導(dǎo)致嚴(yán)重的并發(fā)癥，造成身體各器官及系統(tǒng)的損害[15- 16]。目前，神經(jīng)性貪食癥的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制尚不清楚。已有的腦影像學(xué)研究發(fā)現(xiàn)負(fù)責(zé)處理獎勵、情緒和認(rèn)知控制的腦區(qū)在進(jìn)食障礙的發(fā)生和進(jìn)展中起著至關(guān)重要的作用[17]。在靜息狀態(tài)下，神經(jīng)性貪食癥患者的某些腦區(qū)的功能連接也發(fā)生了改變。

一項研究使用基于種子點(diǎn)的功能連接分析方法發(fā)現(xiàn)，與正常對照組相比，神經(jīng)性貪食癥患者的背側(cè)前扣帶回與其余腦區(qū)的功能連接未見明顯差異，而該研究使用獨(dú)立成分分析的方法發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)性貪食癥患者突顯網(wǎng)絡(luò)的背側(cè)前扣帶回功能連接減弱，默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)的背內(nèi)側(cè)前額葉皮層以及腹內(nèi)側(cè)前額葉皮層的功能連接增強(qiáng)，但在執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)中神經(jīng)性貪食癥患者的靜息態(tài)功能連接未發(fā)現(xiàn)明顯差異[17]。一項針對33例青少年女性神經(jīng)性貪食癥患者的研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)性貪食癥患者腹側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)和默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)之間的靜息態(tài)功能連接增強(qiáng)，并且發(fā)現(xiàn)上述腦網(wǎng)絡(luò)之間功能連接的改變與神經(jīng)性貪食癥患者對自身體重或體形的過分關(guān)注以及暴食或催吐的頻率有關(guān)[18]。注意網(wǎng)絡(luò)由腹側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)和背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)兩部分組成：腹側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)可以識別顯著的或新的環(huán)境刺激，通常在注意定向或重定向過程中被激活，包括腹外側(cè)前額葉皮層和顳頂葉交界處在內(nèi)的區(qū)域。背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)由兩個大腦半球中與頂內(nèi)溝和額葉眼動區(qū)相鄰的腦回組成，在參與隨意注意相關(guān)的任務(wù)中被激活[19]。另一項針對16例未經(jīng)藥物治療的女性神經(jīng)性貪食癥患者的研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)性貪食癥患者軀體感覺網(wǎng)絡(luò)的靜息態(tài)功能連接減弱，后扣帶皮層、右側(cè)枕中回及右側(cè)楔葉的靜息態(tài)功能連接減弱。軀體感覺網(wǎng)絡(luò)靜息態(tài)功能連接的改變可能與進(jìn)食障礙患者對自身身體圖像的感知異常有關(guān)[20]。Amianto等[21]對12例女性限制性神經(jīng)性厭食癥患者及12例神經(jīng)性貪食癥患者的研究發(fā)現(xiàn)，與健康對照組相比，神經(jīng)性貪食癥患者表現(xiàn)出小腦內(nèi)在連接網(wǎng)絡(luò)的功能連接增強(qiáng)，包括小腦蚓部、副蚓部以及左側(cè)腦島等區(qū)域，而與頂葉的功能連接減弱，這與神經(jīng)性厭食癥患者的功能連接改變相似。但是與神經(jīng)性厭食癥患者相比，神經(jīng)性貪食癥患者小腦外側(cè)半球區(qū)域、前扣帶皮層以及楔前葉的內(nèi)在功能連接增強(qiáng)，而腦島的功能連接減弱。小腦參與多種內(nèi)臟功能的調(diào)節(jié)，包括對進(jìn)食行為的控制。小腦還和下丘腦一起構(gòu)成了小腦- 下丘腦回路，這一回路參與調(diào)節(jié)食物攝入以及飽足感[22]。小腦內(nèi)在連接網(wǎng)絡(luò)靜息態(tài)功能連接的改變，可能與進(jìn)食障礙的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。國內(nèi)也有一些研究開始探索神經(jīng)性貪食癥患者靜息態(tài)大腦功能連接的改變。一篇針對中國女性神經(jīng)性貪食癥患者的腦影像學(xué)研究[23]發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)性貪食癥患者初級感覺運(yùn)動區(qū)及單峰視覺聯(lián)想?yún)^(qū)域的功能連接增強(qiáng)，而皮質(zhì)下區(qū)域(包括紋狀體、丘腦)、邊緣區(qū)(包括杏仁核、海馬)以及邊緣旁區(qū)(包括眶額皮質(zhì)、海馬旁回)的功能連接減弱，這些區(qū)域內(nèi)在功能連接狀態(tài)的改變與神經(jīng)性貪食癥患者的瘦身傾向和身體質(zhì)量指數(shù)顯著相關(guān)。另一項對未經(jīng)藥物治療的中國成年女性神經(jīng)性貪食癥患者的研究[24]發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)性貪食癥患者額葉- 紋狀體回路之間的功能連接減弱。額葉- 紋狀體回路參與自我調(diào)節(jié)、獎賞處理以及基于獎賞和習(xí)慣的學(xué)習(xí)，因此，該回路的異常連接可能與神經(jīng)性貪食癥患者的暴食及清除行為有關(guān)[25]。

盡管所有的研究結(jié)果并不完全一致，但均提示ED患者的靜息態(tài)大腦功能連接發(fā)生了改變，這些改變可能是導(dǎo)致罹患ED這一疾病的重要病理生理學(xué)機(jī)制。然而目前大多數(shù)研究為橫斷面研究，無法推斷這些改變究竟是導(dǎo)致ED的病因之一，還是因?yàn)殚L期的暴食清除行為導(dǎo)致了大腦功能的改變。因此，仍然需要大樣本、重復(fù)的縱向研究來驗(yàn)證靜息態(tài)大腦功能連接變化與ED發(fā)病之間的因果關(guān)系。