《Behavioural Brain Research》：Aberrant brain activity during sad-happy emotional switching in adolescents with bipolar disorder: a functional MRI study
编辑推荐：
青少年双相情感障碍（BD）在悲伤-快乐情绪切换时表现出默认模式网络（DMN）过度激活，扩展警觉网络（ESN）和小脑活动降低，这些异常与认知灵活性和反应时间相关，为BD的生物标志物和个性化治疗提供新依据。
林 Wang | 沈丽英 | 吴菲菲 | 张金凡 | 王雪莹 | 吴涵 | Alessandro Grecucci | 于小平 | 喜倩 | 陈碧红
中南大学湘雅医院临床心理学中心，中国湖南省长沙市湘雅路87号，410008
摘要
背景
患有双相情感障碍（BD）的青少年会经历快速的情绪波动和认知障碍。然而，导致情绪在悲伤和快乐之间转换的神经机制在BD青少年中仍知之甚少。
方法
我们使用了一种情绪“Go/No-Go”功能性磁共振成像（fMRI）任务范式，来评估43名BD青少年和18名年龄和性别匹配的健康对照组（HC）在情绪状态从悲伤转为快乐时的大脑活动。神经影像数据通过包含年龄和性别的广义线性模型进行分析，结果以p < 0.001（体素级，未校正）进行阈值处理，并采用p < 0.05的簇级假发现率（FDR）校正。行为表现数据和临床量表数据也进行了比较，统计显著性设定为p < 0.05（FDR校正）。
结果
与HC参与者相比，BD青少年在默认模式网络（右楔前叶、左内侧上额回）表现出过度激活，在扩展显著性网络（左岛叶、右中颞回）和小脑则表现出激活减弱（p < 0.05）。值得注意的是，默认模式网络的过度激活与在执行“Go/No-Go”fMRI任务时更高的遗漏率和更长的反应时间相关（r = 0.319, p = 0.049；r = 0.320, p = 0.044），而岛叶和颞叶活动的减弱与抑制控制能力受损有关（r = -0.389, p = 0.011；r = -0.315, p = 0.049），小脑活动的减少则与执行功能下降有关，尤其是在悲伤状态下（r = 0.308, p = 0.044）。
结论
BD青少年在调节情绪、转移注意力和维持情绪转换时的认知控制方面表现出异常的大脑活动模式。这些网络变化可能作为BD青少年的潜在神经影像生物标志物，有助于制定针对情绪-认知功能障碍的个性化治疗策略。
引言
双相情感障碍（BD）是一种常见的情绪障碍，其特征是极端的情绪波动，从躁狂或轻躁狂状态到抑郁状态[1]。与成人相比，BD青少年可能会经历更快、更强烈的情绪波动，情绪发作可能持续时间较短或循环较快。此外，青春期是参与情绪调节的大脑区域神经发育的关键时期[2]，这突显了在BD早期阶段进行干预的必要性，因为此时干预可能对长期功能改善更为有效[3]。
情绪失调被认为是BD患者认知问题的核心特征，与认知控制和注意力分配的缺陷有关[4]。情绪失调通常表现为前额叶回路的激活减少和边缘结构的过度激活[5]，行为上表现为执行功能、言语记忆和注意力的受损[6]、[7]。重要的是，与处理单一情感价值（如悲伤或快乐）不同，BD青少年的情绪异常通常同时包含悲伤和快乐，且频率和强度更高[4]，这在临床上表现为无法灵活地在悲伤和快乐之间切换[8]。这些在悲伤-快乐情绪转换方面的困难与青少年现实生活中的情绪不稳定有关，导致冲动行为或非自杀性的自我伤害[9]。因此，使用模拟悲伤-快乐情绪转换的“悲伤-Go”与“快乐-Go”任务范式有助于评估BD青少年的潜在大脑功能。
先前的研究表明，BD患者在过度情绪控制的情况下表现出适应不良的认知策略，如沉思和担忧，这可能会加剧情绪不稳定的循环[10]。先前的研究还发现，BD患者在面对快乐和悲伤面孔时的大脑活动存在差异。例如，在“No-Go”任务中，BD患者在看到悲伤面孔时岛叶活动增加[11]，而看到快乐面孔时则不同。此外，在注意力缺陷多动障碍儿童中也发现了默认模式网络的激活减弱[12]，这表明默认模式网络可能与注意力问题存在神经相关性。值得注意的是，BD青少年在急性发作期间也常常出现注意力缺陷[13]。然而，关于BD青少年注意力缺陷与默认模式网络异常激活的相关文献有限。此外，目前还没有发表的研究采用基于任务的范式来模拟BD青少年一个关键的临床特征，即情绪状态在悲伤和快乐之间的快速交替，这凸显了知识上的一个重要空白。
在这项前瞻性研究中，我们使用基于任务的脑功能磁共振成像（fMRI）“Go/No-Go”范式来评估BD青少年与年龄和性别匹配的健康对照组（HC）的大脑活动。本研究旨在探讨BD青少年在“悲伤-Go”与“快乐-Go”任务条件下的神经激活模式，重点关注默认模式网络、扩展显著性网络和小脑。先前的研究表明，BD成人可能在认知任务中表现出默认模式网络的过度激活[14]以及默认模式网络与扩展显著性网络之间的反相关性减弱[15]。这一观察表明神经网络之间的平衡被打破，导致任务执行效率低下。因此，我们假设在情绪价值任务条件下，默认模式网络会表现出过度激活，而扩展显著性网络和小脑则表现出激活减弱，这与认知灵活性受损和反应时间变慢有关。本研究的结果可能有助于识别BD青少年异常情绪、认知和注意力的潜在神经机制。
参与者
本研究招募了43名在中国湖南省长沙市第二湘雅医院儿童和青少年精神病学科门诊临床诊断为BD的青少年。在同一研究期间，还从当地中学和高中招募了18名年龄和性别匹配的健康对照组（HC）参与者。详细的招募过程见图1。本研究已获得湘雅医院机构审查委员会的批准。
临床人口统计特征和任务表现数据
最终研究队列包括43名BD青少年和18名HC参与者。BD青少年和HC参与者在性别（p = 0.477）和年龄（p = 0.164）方面没有显著差异。然而，两组在睡眠质量、抑郁症状和躁狂症状方面存在统计学上的差异（PSQI: p = 0.022；MFQ: p = 0.027；YMRS: p < 0.001）（表1）。
在“悲伤-Go”与“快乐-Go”任务条件下，没有统计学上的显著差异
讨论
在本研究中，我们发现BD青少年在“悲伤-Go”与“快乐-Go”任务条件下，默认模式网络的活动增强，而扩展显著性网络和小脑的活动减弱。这些发现为BD青少年在情绪转换过程中的情绪调节、认知功能和注意力分配的相互作用提供了新的数据，为神经相关性提供了新的见解
结论
总之，本研究发现了BD青少年在默认模式网络、扩展显著性网络和小脑方面的脑活动改变，这些改变与情绪调节、注意力转换和认知控制有关。该研究为BD青少年的情绪相关神经功能障碍提供了新的见解，并强调了开发个性化干预措施的潜在神经靶点，以改善情绪
资助
本研究部分由中国国家自然科学基金（普通项目，项目编号32571264）、中国国家自然科学基金（青年基金，项目编号82201702）和湖南省自然科学基金（项目编号2025JJ50591）资助。
作者声明
我们确认本手稿是原创的，尚未发表，也未在其他地方接受发表审查。所有合著者均已阅读手稿并批准将其提交给您的期刊。所有合著者声明没有利益冲突。感谢您对我们工作的考虑。
CRediT作者贡献声明
沈丽英：研究。
林 Wang：撰写——初稿，正式分析。
喜倩：方法学、资金获取、概念化。
于小平：撰写——审稿与编辑、监督、软件、资源、项目管理、数据管理。
陈碧红：撰写——审稿与编辑。
王雪莹：数据管理。
张金凡：可视化、研究。
Alessandro Grecucci：撰写——审稿与编辑。
吴涵：正式分析。
吴菲菲：研究。
致谢
我们感谢湘雅医院放射科和临床心理学中心的工作人员在收集本研究所需信息以及协助手稿准备方面所付出的努力。
