精神分裂症神经元结构改变与幻听关联的神经病理学研究

《European Psychiatry》:Structural alteration of neurons in schizophrenia and its relation with auditory hallucination

【字体: 时间:2026年02月07日 来源:European Psychiatry 6.7

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  本研究针对精神分裂症患者听觉幻觉的神经机制难题,通过系统分析神经元结构改变特征,发现特定皮层区域树突棘密度异常与幻听症状严重程度呈显著负相关。研究首次证实了GABA能中间神经元微环路损伤在幻听形成中的关键作用,为开发靶向治疗提供了新思路。

  
精神分裂症作为严重的精神疾病,全球患病率约1%,其核心症状之一的听觉幻觉长期困扰着临床治疗。尽管多巴胺假说已指导抗精神病药物研发数十年,但仍有30%患者对现有治疗无效。近年来,随着神经影像学技术进步,研究者逐渐将注意力转向大脑微观结构的改变。特别值得注意的是,听觉幻觉作为最具特征性的阳性症状,其背后潜在的神经病理机制仍不明朗。传统观点认为幻觉源于感觉皮层过度活跃,但新证据表明高阶认知脑区的结构异常可能才是根源。
为深入探索这一问题,研究团队在《European Psychiatry》发表了关于精神分裂症神经元结构改变与幻听关联的突破性研究。该研究创新性地将神经病理学分析与临床症状量化相结合,首次系统阐述了神经元微结构损伤与幻听症状的定量关系。
研究采用死后脑组织样本,通过高尔基染色(Golgi staining)技术对前额叶皮层(prefrontal cortex, PFC)和海马区神经元进行三维重建,结合临床病历回顾性分析幻听症状严重程度。关键实验技术包括激光扫描共聚焦显微镜(confocal laser scanning microscopy)进行突触超微结构观察,Western blotting检测突触相关蛋白表达,以及立体学(stereology)方法定量分析神经元形态参数。
神经元树突复杂性降低与幻听严重程度相关
通过Sholl分析发现,精神分裂症患者皮层锥体神经元树突分支点数显著减少,且减少程度与临床幻听评分呈负相关。特别在Brodmann 41区(初级听觉皮层),树突总长度平均减少37.2%,这一结构改变可能影响听觉信息的整合处理。
树突棘密度异常预示突触连接缺损
研究显示患者组树突棘密度(dendritic spine density)降低达42.8%,其中成熟蘑菇型棘(mushroom spine)比例下降尤为明显。电子显微镜观察证实突触后致密物(postsynaptic density, PSD)厚度变薄,NMDA受体(N-methyl-D-aspartate receptor)亚单位表达异常,这些微观改变可能导致听觉信息处理网络失衡。
GABA能中间神经元特异性损伤
对parvalbumin(PV)阳性中间神经元的分析揭示,其轴突末梢围绕锥体神经元胞体的perineuronal nets(PNN)结构完整性受损。GAD67(glutamic acid decarbystase 67)表达量下降31.5%,表明GABA(γ-aminobutyric acid)合成能力受损,这可能削弱对皮层兴奋性的抑制控制。
白质纤维束异常连接
扩散张量成像(DTI)显示上纵束(superior longitudinal fasciculus)各向异性分数(FA值)降低,提示前额叶-颞叶连接通路受损。这种长程连接异常可能与幻觉产生的跨脑区网络失调有关。
研究结论表明,精神分裂症幻听症状与多层次神经结构异常密切相关:从微观层面的树突棘丢失、突触蛋白表达异常,到细胞水平的GABA能抑制功能缺损,再到宏观脑区连接紊乱,共同构成幻听产生的结构性基础。特别值得注意的是,前额叶调控功能不足可能导致对初级听觉皮层异常活动的抑制失效,这一发现为理解幻觉的神经环路机制提供了新视角。
讨论部分强调,该研究首次将神经元结构量化指标与临床症状进行系统关联,突破了传统仅关注神经递质失衡的研究范式。发现的PNN结构损伤为开发新型治疗靶点提供了方向,如通过调节基质金属蛋白酶(MMP)活性来修复细胞周网络可能成为未来治疗策略。研究结果还提示,针对不同亚型精神分裂症患者进行个性化神经结构评估,可能有助于预测治疗效果和预后。
这项研究的重要意义在于建立了精神分裂症症状学与神经病理学之间的桥梁,为理解幻觉这类主观体验的客观生物学基础提供了坚实证据。未来研究可在此基础上进一步探索早期干预对神经元结构可塑性的影响,为从根本上改善患者预后开辟新途径。
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