首發青少年期精神分裂癥病人基于共情任務的功能磁共振研究

[關鍵詞] 精神分裂癥；青少年；中國面部情緒共情任務；磁共振成像[中圖分類號] R749.3；R749.94 ［文獻標志碼］A [文章編號] 2096-5532（2025）03-0371-05doi：10.11712/jms.2096-5532.2025.61.073 [開放科學（資源服務）標識碼（OSID）][網絡出版] https：//link.cnki.net/urlid/37.1517.R.20250627.1107.001; 2025-06-2714：15：31

Functional magnetic resonance imaging based on empathy tasks in adolescent-onset schizophrenia CHEN Xi，YANChao，LIU Shuai，JIANG Hanshan，YI Zhenghui，CHENSilu （East China Normal University Affiliated Menatal Health Center， Shang hai 200335，China）

[Abstract]ObjectiveToinvestigate the level of empathyandthecharacterization dataand assessment methods forbrain functioni patients withadolescent-onset schizophrenia.MethodsTheChineseFacialAfectivePictureTask（CFAPT）was used.Atotalof2Opatientswithfirstepisodeschizophrenia（schzophrenia group）and16healthyvolunteers（ontrolgroup）were enroled，and InterpersonalReactivity Index （IRI），CFAPT，andfunctional magneticresonanceimaging（fMRI） were performed. Thelevels ofempathyandbrainfunctionactivation werecomparedbetweenthe two groups.ResultsCompared with thecontrol group，theschizophrenia grouphadasignificantlylowertotalscoreofempathyandsignificantlylowerscoresofperspectivetaking， fantasy，and sympathetic concern （ Φ_t=-9.73 to -6.73，Plt;0.01） ，as well as a significantly higher score of personal distress（ Ψ_t= 13.17，Plt;0.01） .Comparison of brainactivationon fMRIinthe context of empathy task between thetwo groups showed that as for positiveemotiontasks，theschizophreniagrouphadsignificantlyloweractivationlevels thanthecontrolgroupintherightinferior parietal lobule and the left posterior central gyrus （t=20.12，19.46，Plt;0.05） ；as for negative emotion tasks，the schizophrenia group had significantly higheractivationlevelsthan thecontrol groupintheright Rolandicoperculum，theleftsuperiortemporal gyrus（includingtheinsula），therightdorsolateralprefrontalcortex，therightanteriorcentralgyrus，andtherightsuperioremporal gyrus （including the hippocampus） . ConclusionThe emotional symptoms （such as negative symptoms，afectivesymptoms，andthelevelofempathy）andcharacteristicchangeson fMRIshouldbetaken seriouslyinpatients withadolescentonsetshzophrenia，whichprovidesanimportantrferenceforarlydagnosis，differentialiagnosis，andprognos tic prediction.

[Key words]schizophrenia；adolescents； Chinese Facial Affctive Picture Task；magnetic resonance imaging

青春期是大腦發育和早期精神病理癥狀出現的關鍵時期，起病高峰出現在14歲左右[1]。青少年期精神分裂癥發病在青少年期，年齡 lt;18 歲，又被稱為早發型精神分裂癥[2-3]。與成人精神分裂癥病人相比，青少年期精神分裂癥具有更高的基因易感性[4]，病患早期多伴有孤僻離群、生活懶散、注意力渙散、情緒及語言不協調等陰性癥狀，且對外部事物缺乏興趣，?？沙霈F多疑、焦慮、話少以及自我貶低等情感癥狀，損害適應、學習和社交功能，增加重型精神疾病早發的風險[5]。早期復雜多樣且不典型的情感癥狀使得青少年期精神分裂癥和抑郁癥、雙相障礙、破壞性心境障礙等疾病，成為兒少精神科棘手及疑難問題。精神分裂癥病人的共情障礙與其陰、陽性癥狀一樣，是社會認知損害的核心癥狀之_[6-9]。既往研究較少關注首發青少年期精神分裂癥病人的共情水平及其腦功能機制。本研究旨在通過行為學-核磁同步檢測技術探討青少年精神障礙病人的共情特征及其神經機制，為疾病的早期診斷提供科學數據?，F將結果報告如下。

1 對象與方法

1.1 研究對象

2021年5月1日—2024年9月30日，在兒童青少年門診及病房、上海市精神衛生中心門診招募研究對象，其中首發、青少年期起病、未服藥的精神分裂癥病人20例作為精神分裂癥組， 16～24 歲健康志愿者16例作為健康對照組。精神分裂癥納人標準： ① 按照《疾病和有關健康問題的國際統計分類》第10次修訂版（ICD-10）診斷為精神分裂癥及各亞型病人 Φ（F20.0～ F20.9）; ② 病程≥半年，首次發作、未接受任何精神疾病藥物治療，病情嚴重程度為疾病非急性發作期或疾病穩定期； ③ 文化程度為小學及以上或有一定中文閱讀理解能力； ④ 漢族，右利手，無明顯聽力和視力障礙。排除標準： ① 有聽力或視力障礙、注意力缺陷障礙、孤獨譜系障礙、抽動障礙、破壞性沖動控制及品性障礙、人格障礙、癲癇、精神發育遲滯、神經系統疾病、精神活性物質濫用、檢查不能合作者；② 急慢性軀體疾病，如顱內腫瘤、顱腦外傷、癲癇、甲狀腺疾病等。所有研究對象或其監護人均簽署知情同意書，本研究經醫院倫理委員會批準。

1.2 檢測指標及方法

1.2.1人口統計學資料調查調查研究對象的人口統計學資料，包括年齡、性別、受教育年限、學歷、是否為獨生子女、經濟水平、服藥情況、病程、住院次數、家族史等。

1.2.2 共情水平 應用人際反應指針量表（IRI）[10]

評估，該量表共22個題目，分為觀點采擇、幻想力、同情關懷、個人痛苦4個分量表，得分越高，表明共情能力越高。

1.2.3中國面部情緒共情任務使用中國情緒面孔系統面孔圖片進行評分[11]，表情測量指標包括對面部情緒強度的判定和對面部情緒識別的準確性[12]，愉悅度、喚醒度、優勢度、吸引度選取標準化表情作為范式材料。本研究用E-Prime2.0軟件編制、呈現、記錄。選取正性（高興）、中性、負性（厭惡）3組情緒、2個區塊任務48個試次。被試者坐在電腦前 30cm 處，閱讀后按鍵盤上的任意鍵進人練習和實驗。實驗記錄指標包括準確率、平均反應時間、反應強度等。

1.2.4功能磁共振檢查任務的區塊設計包括兩部分（RUN1和RUN2），見圖1。以RUN1為第三視角，RUN2為第一視角。每個試次包括 500ms 的視覺固定（屏幕上以“ + ”的基線狀態呈現），4000ms 的任務呈現、選擇，每個任務時間為 7min 30s 。核磁掃描時被試者仰臥、全身靜止不動，用配套的泡沫墊限制頭部運動。被試者保持清醒，注視核磁共振儀器內部上方電腦屏幕，右手指通過同步按鍵完成任務，同步掃描功能磁共振。磁共振成像采用 3.0T 掃描儀（Siemens，Erlangen，Germany），高分辨率結構像使用Ti加權的3D成像序列。每個任務均采集208個腦容積。所有被試完成頭顱的縱向弛豫時間（T1項）、橫向弛豫時間（T2項）、任務范式的功能磁共振、彌散張量成像（DTI掃描。實驗由1名磁共振實驗員和1名精神科醫師共同完成，項目負責人現場質控。原始數據采用MRIConver軟件進行解壓轉換，去除前4個TR采集數據。應用SPM12.O軟件（www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm）預處理、分析。磁共振數據分析及可視化分別使用MatLAB 2013b、SPMl2.O 和XjView 軟件。采用最大似然最大期望值法比較腦區激活差異，所有數據均經過FWE矯正檢驗。

1.3 統計學處理方法

應用SPSS25.O軟件進行統計學分析。計量資料結果以 形式表示，數據間比較采用 Ψ_t 檢驗。以 Plt;0.05 為差異有統計學意義。

2結果

2.1 兩組一般資料比較

健康對照組16例中，男5例，女11例，年齡

18～24 歲，平均 （18.21±5.88） 歲；受教育年限（12.94±2.02） 年，其中本科生14例 （87.5% ），研究生2例 （12.5% 0；16例均為未婚；獨生子女12例（75.0%） ；均無精神障礙家族史。精神分裂癥組20例，男女各10例，年齡為 16～20 歲，平均年齡為L （18.81±1.22） 歲；受教育年限為 （10.90±3.61） 年，其中初中生10例 （50.0%） ，高中生2例 （10.0% ），職業中學3例 （15.0%） ），本科生5例 （25.0% ）；未婚19例 （95.0%） ；獨生子女17例 （85.0%） ；無精神障礙家族史16例 （80.0%） ，母親有雙相障礙及焦慮癥病史4例 （20.0% ）；病人的平均診斷病程 （2.40±0.94） 年。兩組年齡和受教育情況比較差異無統計學意義0 （Pgt;0.05） 。

2.2 兩組共情水平比較

精神分裂癥組的IRI總分水平、觀點采擇水平、

幻想力水平、同情關心水平均低于健康對照組（ Ψ_t= -9.73～-6.73，Plt;0.01? ，個人痛苦水平高于健康對照組 （t=13.17，Plt;0.01） 。見表1。

2.3 兩組腦功能磁共振結果比較

在共情任務RUN1（第三視角）高興-中性條件下，精神分裂癥組病人存在顯著核磁激活且激活程度小于健康對照組，以體素 ?50 為標準，頂葉下回R、中央后回L激活水平差異有統計學意義（ t= 20.12、19.46， Plt;0.05） 。在共情任務RUN2（第一視角）厭惡-中性條件下，精神分裂癥組存在顯著核磁激活且激活程度大于健康對照組，選取腦區AAL為模板，以體素 ?50 為標準，羅蘭蒂蓋R、顳上回L（包括腦島）、背外側前額葉R、中央前回R、顳上回R（包括海馬）激活水平差異有顯著性（ 36.85，Plt;0.01） 。見圖2，表2、3。

圖1中國面部情緒識別共情任務的功能磁共振檢查流程圖

與對照組比較， ^*t=-9.73～13.17，Plt;0.01. 0

表2兩組共情任務RUN1中高興-中性條件下腦區激活水平比較

表1兩組總體及各維度共情水平比較（分）

表3兩組共情任務RUN2厭惡-中性條件下腦區激活水平比較

圖2兩組共情任務RUN2的激活腦區差異圖

3討論

3.1重視青少年期精神分裂癥的早期情感癥狀

與成人精神分裂癥相比，青少年期精神分裂癥存在認知（如注意力、記憶力等損傷）、情感（如淡漠、快感缺失等）思維（如妄想等）行為（意志、執行力缺乏減退等）等不典型癥狀，早期的陰性癥狀、情感癥狀、共情水平的改變增加了青少年期精神分裂癥和其他難治性精神障礙鑒別診斷的風險和難度[13]。本研究采用信效度良好的IRI量表、面孔情緒共情任務、功能磁共振技術作為青少年、首發精神分裂癥病人綜合評估工具。精神分裂癥組病人最初起病年齡均早于16歲，病人初次出現癥狀平均2.4年后才被明確診斷，對早期情感癥狀的忽視會導致治療延遲和預后不良，加重疾病惡化和增加康復負擔。

3.2精神分裂癥病人癥狀與共情、腦功能機制的相關性

全球多個國家精神分裂癥病人共情的薈萃分析證實，在精神分裂癥病人中存在顯著的觀點采擇和想象力缺陷[14]。本研究精神分裂癥組共情總體水平低于健康對照組，觀點采擇、同情關心、幻想力維度得分[15]均顯著低于健康對照組，病人的認知成分中對他人感覺和需求的理解下降或不足，在兒少精神科工作中容易忽視。本文研究結果顯示，精神分裂癥組病人個人痛苦水平顯著高于健康對照組，與以往文獻研究結果一致[16-17]。有研究顯示，個人痛苦程度（對他人的痛苦產生的負性感受）與陰性癥狀、預后轉歸密切關聯[18-20]。ABRAM等[21]的研究結果也支持精神分裂癥病人的認知共情障礙和陰性癥狀存在相關關系，提示應重視病人對“個人痛苦”的表達，增加腦功能磁共振檢測。

多項薈萃分析發現，精神分裂癥病人在各種負性情緒面孔加工任務中均存在不同程度的香仁核激活水平的減弱[22]。本研究精神分裂癥組病人完成正性情緒（高興-中性面孔）任務時，在頂葉下回、中央后回區域激活水平較健康對照組顯著降低；病人完成負性情緒（厭惡）任務，在羅蘭蒂蓋、顳上回（包括腦島）、背外側前額葉、中央前回、顳上回（包括海馬）的腦功能區域激活水平較健康對照組顯著增高。本文精神分裂癥組病人腦激活水平升高，與既往研究腦神經激活密切相關的3個腦區（包括楔前葉、雙側顳頂連接處和顳后上溝，稱為“社會大腦”結果一致[23-24]。本文青少年期精神分裂癥病人在積極情緒腦區激活水平有所下降，在負性情緒腦區激活水平升高，該特征或可成為早期或癥狀嚴重程度的特異性表征之一。但本研究青少年期精神分裂癥病人負性情緒任務的激活結果涉及前額葉、顳葉、島葉等更加廣泛的腦區。今后需要進一步明確腦區間局部和整體的腦功能網絡連接的特異性變化。

本文研究存在樣本數量較小，腦功能連接尚未明確等局限性。了解精神分裂癥病人尤其在青少年階段的共情病理機制，仍需要納人人格特質、家庭、應激壓力、環境等因素研究[25]。未來結合AI及多模態數據（腦電、磁共振、眼動等），將成為輔助疾病分型、鑒別診斷、預測（高危因素如共病、復雜性診斷的特異性變化[26]）和預后評估的重要技術手段。

綜上所述，重視青少年期精神分裂癥病人的情感癥狀（如陰性癥狀、情感癥狀、共情水平等）和功能磁共振的特征性改變，對疾病的早期確診、鑒別和轉歸預測有重要的參考價值。

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（本文編輯 黃建鄉）