《NeuroImage》:Microstructural White-Matter Correlates of Hallucination Proneness in Healthy Adults: Diffusion Tensor Metrics and Arcuate Fasciculus Tract Asymmetry
编辑推荐:
本研究针对幻觉倾向在普通人群中连续分布的特点,探讨了健康成年人的白质微结构特征与亚临床幻觉倾向的关联。研究人员结合图谱分析和个体化弓状束(AF)纤维追踪技术,发现较高的幻觉倾向(LSHS(M))与后部联合通路(如右侧ILF、双侧SLF和枕叶)较低的轴向扩散系数(AD)相关,而AF的典型特征(FA、纤维束体积/长度和左偏侧化)与健康个体的幻觉倾向无关。结果表明,亚临床幻觉倾向与后部视觉-语言通路的特异性微结构变异有关,而非AF的广泛异常,这为理解幻觉的神经基础提供了新视角。
在神经科学和精神病学领域,理解健康人群中的幻觉倾向与临床精神病患者幻觉症状之间的神经连续性,一直是研究者关注的重点。听觉言语幻觉(Auditory Verbal Hallucinations, AVH)作为精神分裂症的核心症状之一,其神经生物学基础仍存争议。传统上,功能磁共振成像(functional MRI)研究揭示了在AVH期间分布式语言-听觉网络的激活,包括双侧颞顶皮层与额下回区域。然而,这些功能变化的结构基础——即大脑白质纤维连接——是否在亚临床幻觉倾向中已表现出特异性变异,以及这些变异是否与患者中观察到的白质异常相延续,是本研究旨在解答的关键问题。
以往针对患者的研究常常报告弓状束(Arcuate Fasciculus, AF)等语言通路白质微结构的改变,如各向异性分数(Fractional Anisotropy, FA)降低、平均扩散系数(Mean Diffusivity, MD)或径向扩散系数(Radial Diffusivity, RD)升高,并伴有左偏侧化减弱。但在健康人群中,幻觉倾向是否与类似的白质特征相关联,则不甚明确。如果幻觉确实存在一个从健康到疾病的连续谱,那么区分患者与对照的白质标志物也应在亚临床倾向中有所体现。为此,本研究采用弥散张量成像(Diffusion Tensor Imaging, DTI),在68名健康成年人中,探究白质微结构指标(FA、MD、AD、RD)与Launay–Slade幻觉量表修改版(LSHS[M])得分之间的维度性关联。
该研究创新性地结合了基于图谱的兴趣区(Region-of-Interest, ROI)分析和个体化的AF纤维追踪,并计算偏侧化指数(Lateralization Index, LI),从而能够在网络水平和特定纤维束层面分别检验微结构变异与幻觉倾向的关系。研究结果对经典的“ continuum ”假说提出了重要修正:即亚临床幻觉倾向并非简单地重复患者中常见的AF广泛性微结构破坏,而是特异性地反映在后部视觉-语言联合通路的轴向扩散系数(Axial Diffusivity, AD)降低上。这一发现将幻觉的神经基础从传统的语言核心通路(AF)拓展至更广泛的后部联合网络,为理解健康人中出现类幻觉体验的脑结构基础提供了新证据。相关成果发表于《NeuroImage》。
主要关键技术方法
研究纳入68名健康成年人(28男,40女),使用3T Siemens Prisma磁共振采集单次激发EPI DTI序列(64个扩散方向,b=1000 s/mm2,体素大小2.5×2.5×2.5 mm3)。预处理采用FSL 5.0.11(包括topup、eddy校正、DTIFIT拟合张量),并使用ANTs进行非线性配准至研究专用模板。白质微结构指标(FA、MD、AD、RD)分别从图谱定义的ROI(如ILF、SLF、枕叶)和个体化AF纤维追踪(使用ExploreDTI v4.8.6,确定性流线重建)中提取。统计分析采用Spearman等级相关,考察各DTI指标与LSHS(M)及其视听子量表得分的关联,并计算AF的偏侧化指数。
3. 结果
3.1. 人口统计学资料
所有68名参与者(平均年龄29.1±11.8岁,19-66岁)均完成LSHS(M)量表,包括听觉(LSHS[A])和视觉(LSHS[V])子评分。人口学数据显示以右利手为主(63名),性别分布为女性偏多(40名),作者在文中指出这一不平衡可能构成局限,建议未来研究采用性别平衡或分层设计。
3.2. ROI-DTI关联分析
在基于图谱的后部联合通路中,较高的LSHS(M)得分与较低的AD显著相关:右侧下纵束(Inferior Longitudinal Fasciculus, ILF)(ρ=?0.32, p=0.0075)、双侧上纵束(Superior Longitudinal Fasciculus, SLF)(左侧:ρ=?0.32, p=0.0072;右侧:ρ=?0.24, p=0.0481)以及枕叶(Occipital Lobe, OL)(ρ=?0.26, p=0.0314)。FA、MD在上述区域未显示稳定关联,RD与LSHS(V)亦无显著相关。
3.3. 弓状束微结构
个体化AF纤维追踪显示,在左侧AF中,LSHS(M)与较低的MD(ρ=?0.25, p=0.0399)和AD(ρ=?0.27, p=0.0250)相关;右侧AF中AD呈边缘显著负相关(p=0.0571)。FA、纤维束体积和长度与LSHS各子得分均无显著关联。
3.4. AF形态与偏侧化
AF的纤维束体积、长度及偏侧化指数(FA、体积、长度的LI)虽然平均呈左偏侧,但与LSHS(M)无显著相关性(例如LI-FA:r=0.16, p=0.17),表明AF的典型左偏侧化在健康人群中得以保留,且与幻觉倾向无关。
4. 讨论与结论
本研究的主要发现是,健康成年人的幻觉倾向与后部联合白质通路(ILF、SLF、枕叶)的AD降低显著相关,而AF的经典微结构指标(FA)、形态学特征(体积、长度)及偏侧化模式均未呈现系统性关联。这一结果对基于患者-对照比较所推论的“连续谱”假设提出了重要修正:在健康人群中,幻觉倾向所对应的白质特征(AD降低)可能与患者中常见的模式(FA降低、MD/RD升高)不同,甚至相反。
后部联合通路(特别是ILF、SLF)作为视觉-语言信息整合的关键节点,其微结构变异可能影响内部生成表征的生动性或显著性,从而调制亚临床幻觉体验的倾向。而AF在患者中常见的广泛性微结构异常(如FA降低、RD升高、偏侧化减弱)可能更多地反映疾病状态、病程、药物治疗或更广泛的精神病易感性,而非特质性的幻觉倾向本身。
这些发现提示,在非临床人群中,幻觉倾向的神经基础可能更局限于后部感觉-联合网络的特异性微结构变异,而非核心语言通路的广泛性损害。未来研究可采用多壳层扩散模型(如NODDI)分离神经突密度与取向分散度,结合髓鞘敏感指标和任务态fMRI,进一步阐明后部通路在幻觉产生中的具体作用机制。纵向设计则可检验这些微结构特征能否预测亚临床体验的稳定性或向临床状态的转化。
总之,本研究通过精细的白质分析策略,将幻觉倾向相关的白质变异定位于后部联合通路,并揭示了其与患者研究中AF改变的分离性,为理解幻觉的神经基础提供了新的维度性视角。