《Brain and Behavior》：Altered Effective Connectivity of Precuneus Subregions and Associated Gene Profiles in Chronic Insomnia Disorder Patients Before and After Treatment
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慢性失眠障碍（CID）患者存在楔前叶过度激活，但其亚区与其他脑区之间的因果效应尚不明确。传统中医药（TCM）与苯二氮?类药物（BDZs）均为有效的治疗手段，但两者治疗机制的比较研究有限。该研究纳入82例CID患者及80名健康对照（HCs），CID患者分别接受改
慢性失眠障碍（CID）患者存在楔前叶过度激活，但其亚区与其他脑区之间的因果效应尚不明确。传统中医药（TCM）与苯二氮?类药物（BDZs）均为有效的治疗手段，但两者治疗机制的比较研究有限。该研究纳入82例CID患者及80名健康对照（HCs），CID患者分别接受改良酸枣仁汤（MSZRD）或艾司唑仑治疗6周。采用基于楔前叶亚区的格兰杰因果分析（GCA）检测治疗前后有效连接（EC）的改变，并进行神经影像-转录组关联分析。结果显示，与HCs相比，CID患者表现出从楔前叶至右侧中央后回/中央前回（PoCG/PrCG）及左侧舌回（LG）的EC增强，同时存在从双侧PoCG/PrCG、右侧小脑VIIIB小叶及右侧距状皮层至楔前叶的EC减弱。治疗6周后，观察到组×时间交互作用显著：从双侧中扣带回（MCC）至楔前叶、以及从双侧MCC、左侧PrCG和右侧缘上回（SMG）至楔前叶的EC存在显著差异。研究还发现与这些EC改变相关的基因，涉及细胞代谢、离子与分子跨膜转运、囊泡与突触功能及脂质代谢等通路。该研究提示，CID患者楔前叶与感觉运动网络（SMN）及视觉网络（VN）脑区之间的双向EC可能同时反映过度觉醒状态及代偿性应答；TCM倾向于缓解CID的过度觉醒状态，而BDZs则因其快速镇静效应诱导适应性调节。
慢性失眠障碍（CID）是一种以入睡困难、早醒、再入睡困难及睡眠质量差和总睡眠时间缩短为核心特征的睡眠障碍，其潜在病理生理机制尚未完全阐明，目前最广为接受的是过度觉醒模型（hyperarousal model）。该模型假设感觉和认知加工过程的增强导致个体对环境或其他刺激的易感性增高，最终干扰睡眠的起始和维持。根据过度觉醒模型，默认模式网络（DMN）的失活不足可能构成CID的功能基础。DMN是一个参与自我参照加工的任务负性网络，如内省和自我意识。CID患者常表现出对睡眠问题的过度关注以及明确的入睡意图和努力，这可能激活DMN。作为DMN的关键节点，既往研究大多发现失眠患者相对于健康对照（HCs）存在楔前叶的过度激活。然而，关于楔前叶异常功能连接（FC）的研究结果并不一致，这种分歧可能归因于楔前叶不同亚区的功能异质性。研究表明，楔前叶前部、中部和后部分别参与感觉运动、认知/联合和视觉功能，提示探索楔前叶亚区的功能变化可能为理解其在CID中的具体作用提供新的视角。
既往研究多关注楔前叶的激活和连接特征，而忽略了其与其他脑区之间的定向影响。格兰杰因果分析（GCA）为理解精神障碍的神经机制提供了新的视角，与反映脑区之间功能共享属性的FC分析相比，GCA能够识别可能作为选定感兴趣区（ROI）定向影响来源或靶点的脑区，从而阐明区域间的因果交互作用。目前，苯二氮?类药物（BDZs）广泛用于CID治疗，但其常伴随依赖性和戒断症状。传统中医药（TCM）作为替代疗法，依赖性风险较低。酸枣仁汤（SZRD）是中医临床治疗失眠的常用方剂，其疗效已在随机对照试验中得到验证，临床实践中常根据辨证论治原则对原方进行化裁，形成改良酸枣仁汤（MSZRD）。尽管TCM与BDZs可能通过不同机制改善失眠，但比较两者神经影像机制的研究仍然有限。因此，本研究旨在探讨CID患者楔前叶亚区的全脑定向有效连接（EC），并比较艾司唑仑与MSZRD的神经治疗机制，同时结合Allen人脑图谱（AHBA）数据库进行基因表达谱分析，以识别CID相关基因。
研究纳入82例CID患者（男性16例，女性66例）和80名HCs（男性18例，女性62例），均来自内蒙古自治区精神卫生中心。CID患者经两名精神科医生根据国际睡眠障碍分类第三版（ICSD-3）独立诊断为原发性失眠，年龄18-65岁，受教育年限≥9年，右利手，且经中医师辨证为阴虚火旺证。排除标准包括：重度饮茶者、吸烟者、咖啡依赖者；夜班工作者；严重躯体疾病、其他精神障碍或重度阻塞性睡眠呼吸暂停；妊娠或哺乳期；MRI扫描禁忌证。HCs排除个人或家族精神病史，报告恢复性满意睡眠并保持规律睡眠习惯。所有受试者签署知情同意书。
CID患者入组后先完成2周洗脱期，进行基线MRI扫描和临床评估，随后根据治疗偏好分配至MSZRD组或艾司唑仑组。MSZRD组服用含酸枣仁、川芎、知母、茯苓、甘草及琥珀的方剂颗粒，每日早晚饭后各一次；艾司唑仑组每晚睡前服用艾司唑仑1 mg。两组均接受睡眠健康教育，避免使用其他镇静催眠药物。治疗6周后再次进行MRI扫描和临床评估。HCs仅在基线进行一次MRI扫描和临床评估。临床评估采用失眠严重指数量表（ISI）、匹兹堡睡眠质量指数量表（PSQI）和多导睡眠监测（PSG）评估睡眠质量，采用汉密尔顿抑郁量表（HAMD）和汉密尔顿焦虑量表（HAMA）评估情绪症状。
静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）数据采用Siemens Skyra 3.0 T扫描仪采集，参数为：重复时间/回波时间=2000 ms/30 ms，37层，64×64矩阵，翻转角90°，视野24 cm，层厚4 mm，无间隔，共240个容积（480秒）。预处理在MATLAB R2018b中使用SPM12和RESTplus软件完成，步骤包括：剔除前10个时间点的图像、时间层校正、头动校正、配准到蒙特利尔神经学研究所（MNI）标准空间（体素大小3 mm×3 mm×3 mm）、平滑（全宽半高值[FWHM] 6 mm的高斯核）、线性趋势去除、回归Friston-24头动参数及脑脊液和白质信号。不进行全局信号回归，随后进行0.01-0.08 Hz的带通滤波。头动超过2 mm或2°的受试者排除。
ROI选择和GCA分析基于Fan等人的 connectivity-based parcellation 研究，将楔前叶划分为8个亚区（ROI1-8）。EC计算采用RESTplus工具箱中的GCA方法。统计分析使用SPSS 25.0软件进行人口学及临床数据比较，采用混合效应模型评估组别（艾司唑仑或MSZRD）、治疗时间及组×时间交互作用对睡眠质量的影响。采用基于DPABI工具箱的混合模型方差分析（ANOVA）检测治疗组间神经影像变化，并进行事后检验。采用神经影像-转录组关联分析，利用AHBA数据库中的基因表达数据，通过abagen工具箱获取表达矩阵，进行Spearman相关分析以识别与CID患者空间差异相关的基因，使用BrainSMASH工具箱生成1000个保留原自相关特性的替代脑图以控制自相关影响，随后进行基因本体论（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）富集分析。
基线结果显示，与HCs相比，CID患者表现出从楔前叶至右侧PoCG/PrCG和左侧LG的EC增强（X→Y方向），同时存在从双侧PoCG/PrCG、右侧小脑VIIIB小叶及右侧距状皮层至楔前叶的EC减弱（Y→X方向）。相关分析发现，PSQI评分与从左侧小脑及从缘上回（SMG）至楔前叶的EC呈正相关，与从楔前叶至内侧额上回的EC呈负相关；ISI评分与从右侧SMG/PoCG和双侧颞上回至楔前叶的EC呈正相关；HAMD评分与从左侧距状回/楔前叶和额上回至楔前叶的EC呈负相关，与从右侧SMG至楔前叶的EC呈正相关。治疗后，混合模型ANOVA的组×时间交互效应显示：从楔前叶至双侧MCC、从双侧MCC至楔前叶、从右侧SMG至楔前叶、以及从左侧PrCG至楔前叶的EC存在显著差异。具体而言，艾司唑仑治疗后这些区域对楔前叶的EC增强，而MSZRD治疗后则减弱。此外，两组治疗后左侧距状皮层至楔前叶的EC均显著增加。时间效应显示左侧距状皮层至楔前叶的EC增加；组效应显示右侧距状皮层和左侧小脑II小叶至楔前叶的EC在艾司唑仑组低于MSZRD组。
基因分析识别出与不同ROI的EC改变相关的基因。由于基因数量有限，仅对与ROI2的Y→X及ROI8的Y→X EC变化负相关的基因进行富集分析，结果突出显示细胞代谢、离子和分子跨膜转运、囊泡与突触功能以及脂质代谢等相关通路。
讨论部分，研究人员总结了以下核心内容：CID患者基线时楔前叶向前部感觉运动网络后部视觉网络的EC增强，可能反映从楔前叶向这些区域的"自上而下"信息流动增加，提示感觉和视觉加工的高觉醒状态；同时，从这些区域返回楔前叶的EC减弱可能代表一种负反馈代偿机制，试图抑制异常过度觉醒，症状严重者代偿反应更弱。两种治疗均靶向DMN、边缘网络（LN）和SMN的相似通路，但作用模式不同：MSZRD治疗后LN和SMN区域对楔前叶的EC减弱，有助于降低楔前叶过度激活，缓解过度觉醒状态；而艾司唑仑治疗后这些区域对楔前叶的EC增强，可能是对药物快速镇静效应的适应性代偿反应，与GABA能活性调节有关，这种代偿性变化可能类似于长期GABA抑制后兴奋性谷氨酸受体的敏化，与药物耐受性相关。相比之下，TCM提供更为平衡的脑活动调节方式，依赖性风险较低。神经影像-转录组分析揭示与EC改变相关的基因，如SESN2编码的sestrin-2蛋白可能参与抗氧化应激和神经炎症保护，一些基因富集于突触功能相关通路，提示突触可塑性变化可能为CID的分子机制提供线索。研究结论指出，楔前叶亚区在CID的病理机制和治疗反应中发挥关键作用，CID患者楔前叶与SMN、VN脑区之间的双向EC同时反映过度觉醒状态及代偿性应答；TCM缓解过度觉醒，而BDZs因快速镇静效应诱导适应性正调节；这些发现突显了TCM作为BDZs替代方案治疗失眠的潜力，并通过神经影像-转录组空间分析识别了与EC改变相关的基因及潜在病理生理通路。
