進食障礙患者靜息態大腦功能連接研究進展

李瀟，張嵐

(四川大學華西醫院 心理衛生中心，四川 成都 610041)

進食障礙(eating disorders, ED)是以進食行為異常為顯著特征的一組疾病，主要包括神經性貪食(bulimia nervosa)、神經性厭食(anorexia nervosa)、暴食障礙(binge eating disorders)以及其他特定/未特定的進食障礙[1]。進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]。

進食障礙的病因比較復雜，包括神經生物學以及社會心理學方面的異常等等，二者的交互關系限制了該病治療的發展[3]。相關的神經影像學研究可以提高我們對ED發病機制的認識，更好地理解這類疾病的神經生物學和臨床心理特征之間的相互關系[4]。目前最常用的腦影像學研究技術是功能磁共振成像(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生的脫氧血紅蛋白的水平，通過不同腦區之間的血氧水平依賴性信號測量神經活動的時間相關性，因此又稱為血氧水平依賴性fMRI[4- 5]。以前很多腦影像學研究都集中于探索在執行特定的任務期間，進食障礙患者大腦的活動狀態，但是即使是在靜息狀態下，大腦也處于一定的同步活動狀態。目前，越來越多的研究已經開始探索靜息狀態下大腦各區域的相互作用和連接，靜息狀態功能連接分析評估了當受試者清醒但處于休息狀態時大腦各區域之間的同步活動[6]。在fMRI中，大腦功能連接狀態可以通過比較體素或感興趣區域之間的相關性以及構建大腦的功能活動網絡來進行測量。

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

1 神經性厭食癥

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

一項針對未經藥物治療的青少年非典型神經性厭食癥患者的大腦功能連接研究發現，與正常對照組相比，神經性厭食癥患者參與面部信息處理和社會認知的腦區功能連接減弱，這些腦區包括左側殼核、左側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功能連接增強，這些腦區包括右側顳下回、左側頂上小葉以及枕葉外側皮質[8]。Ehrlich等[5]通過使用基于腦網絡的統計分析方法發現急性期神經性厭食癥患者皮層下腦區之間的功能連接減弱,主要包括杏仁核、下丘腦、梭狀回、雙側殼核以及后腦島等區域，這些腦區功能連接的改變可能跟神經性厭食癥患者內感受和疼痛處理過程異常有關。另一項研究發現，未經過藥物治療的急性期神經性厭食癥患者角回與額- 頂葉網絡、前腦島與默認網絡之間的功能連接增強,可能與神經性厭食癥患者過度的認知控制及對自身身體的過分關注有關[9]。在疾病期，由于限制性進食行為，神經性厭食癥患者通常體重明顯低于正常水平，Biezonski等[10]的研究發現，體重不足的神經性厭食癥患者丘腦中部內側以及雙側背外側前額皮層的功能連接增強，而丘腦前部與左側前額皮層功能連接減弱，丘腦- 額葉靜息態功能連接的改變與神經性厭食癥患者工作記憶和認知控制能力受損有關。一篇針對神經性厭食癥患者神經影像學的縱向研究發現，體重不足的厭食癥患者左側伏隔核和左側眶額皮質之間的功能連接增強，但在體重恢復后，神經性厭食癥患者伏隔核- 眶額皮質之間的功能連接與正常對照組比較未見明顯差異。該區域的靜息態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[11]。Haynos等[12]對19例限制型的神經性厭食癥患者靜息態大腦功能連接研究同樣發現，進食障礙患者在涉及獎賞處理的腦區靜息態功能連接發生了改變，還發現參與習慣學習的腦區靜息態功能連接也發生了改變。他們發現神經性厭食癥患者的伏隔核與額上回之間、腹側尾狀核與眶額皮質之間以及背側尾狀核與額顳葉和基底節區域之間的功能連接減弱，但未發現有功能連接增強的腦區。Scaife等[13]通過對12例限制型神經性厭食癥患者及14例疾病恢復后的限制型神經性厭食癥患者的研究發現，在厭食癥急性期外側視覺網絡的功能連接減少，即使在體重恢復后這一改變仍然存在。外側視覺網絡包括枕葉、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，與進食障礙患者身體圖像處理過程有關。因此，該網絡靜息態功能連接的改變可能與神經性厭食癥患者對自我身體形象感知的異常有關。該研究還發現聽覺網絡的功能連接也減弱，主要包括中央前回、中央后回以及腦島等區域，中央前回及后回分別對應主要的運動及軀體感覺運動區域，表明厭食癥患者的軀體感覺運動反應下降；而腦島的功能連接改變可能與神經性厭食癥患者的食欲調節、味覺信息處理和疼痛敏感性等功能存在異常有關。一項針對25例未經藥物治療的神經性厭食癥患者的縱向研究[14]顯示，使用基于種子點的功能連接分析方法發現厭食癥患者在體重不足狀態下，左側伏隔核與左內側眶額皮質的功能連接增強，而且這一改變在限制型與暴食清除型患者中未發現明顯差異，與先前Cha等[11]的研究結果相一致，他們還發現神經性厭食癥患者突顯網絡與左側執行控制網絡之間的功能連接減弱，而且這些改變即使在體重恢復后仍然存在。突顯網絡和執行控制網絡主要參與注意過程、工作記憶和以目標為導向的決策行為，這些網絡靜息態功能連接的改變可能與神經性厭食癥患者在這些方面的能力受損有關。

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

2 神經性貪食癥

神經性貪食癥是以反復發作的暴食以及對進食行為的失控為特征的一類進食障礙。該病患者通常會通過一系列的代償行為，如催吐、使用瀉藥、過度運動等來防止體重增加[1]。該病好發于青年女性，常常會導致嚴重的并發癥，造成身體各器官及系統的損害[15- 16]。目前，神經性貪食癥的神經生物學機制尚不清楚。已有的腦影像學研究發現負責處理獎勵、情緒和認知控制的腦區在進食障礙的發生和進展中起著至關重要的作用[17]。在靜息狀態下，神經性貪食癥患者的某些腦區的功能連接也發生了改變。

一項研究使用基于種子點的功能連接分析方法發現，與正常對照組相比，神經性貪食癥患者的背側前扣帶回與其余腦區的功能連接未見明顯差異，而該研究使用獨立成分分析的方法發現，神經性貪食癥患者突顯網絡的背側前扣帶回功能連接減弱，默認模式網絡的背內側前額葉皮層以及腹內側前額葉皮層的功能連接增強，但在執行網絡中神經性貪食癥患者的靜息態功能連接未發現明顯差異[17]。一項針對33例青少年女性神經性貪食癥患者的研究發現，神經性貪食癥患者腹側注意網絡和默認模式網絡之間的靜息態功能連接增強，并且發現上述腦網絡之間功能連接的改變與神經性貪食癥患者對自身體重或體形的過分關注以及暴食或催吐的頻率有關[18]。注意網絡由腹側注意網絡和背側注意網絡兩部分組成：腹側注意網絡可以識別顯著的或新的環境刺激，通常在注意定向或重定向過程中被激活，包括腹外側前額葉皮層和顳頂葉交界處在內的區域。背側注意網絡由兩個大腦半球中與頂內溝和額葉眼動區相鄰的腦回組成，在參與隨意注意相關的任務中被激活[19]。另一項針對16例未經藥物治療的女性神經性貪食癥患者的研究發現，神經性貪食癥患者軀體感覺網絡的靜息態功能連接減弱，后扣帶皮層、右側枕中回及右側楔葉的靜息態功能連接減弱。軀體感覺網絡靜息態功能連接的改變可能與進食障礙患者對自身身體圖像的感知異常有關[20]。Amianto等[21]對12例女性限制性神經性厭食癥患者及12例神經性貪食癥患者的研究發現，與健康對照組相比，神經性貪食癥患者表現出小腦內在連接網絡的功能連接增強，包括小腦蚓部、副蚓部以及左側腦島等區域，而與頂葉的功能連接減弱，這與神經性厭食癥患者的功能連接改變相似。但是與神經性厭食癥患者相比，神經性貪食癥患者小腦外側半球區域、前扣帶皮層以及楔前葉的內在功能連接增強，而腦島的功能連接減弱。小腦參與多種內臟功能的調節，包括對進食行為的控制。小腦還和下丘腦一起構成了小腦- 下丘腦回路，這一回路參與調節食物攝入以及飽足感[22]。小腦內在連接網絡靜息態功能連接的改變，可能與進食障礙的發生發展密切相關。國內也有一些研究開始探索神經性貪食癥患者靜息態大腦功能連接的改變。一篇針對中國女性神經性貪食癥患者的腦影像學研究[23]發現，神經性貪食癥患者初級感覺運動區及單峰視覺聯想區域的功能連接增強，而皮質下區域(包括紋狀體、丘腦)、邊緣區(包括杏仁核、海馬)以及邊緣旁區(包括眶額皮質、海馬旁回)的功能連接減弱，這些區域內在功能連接狀態的改變與神經性貪食癥患者的瘦身傾向和身體質量指數顯著相關。另一項對未經藥物治療的中國成年女性神經性貪食癥患者的研究[24]發現，神經性貪食癥患者額葉- 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節、獎賞處理以及基于獎賞和習慣的學習，因此，該回路的異常連接可能與神經性貪食癥患者的暴食及清除行為有關[25]。

盡管所有的研究結果并不完全一致，但均提示ED患者的靜息態大腦功能連接發生了改變，這些改變可能是導致罹患ED這一疾病的重要病理生理學機制。然而目前大多數研究為橫斷面研究，無法推斷這些改變究竟是導致ED的病因之一，還是因為長期的暴食清除行為導致了大腦功能的改變。因此，仍然需要大樣本、重復的縱向研究來驗證靜息態大腦功能連接變化與ED發病之間的因果關系。