TLDR: 该研究发现精神病首次发作的患者（未经药物治疗）脑部存在广泛的结构连接减少，尤其是前额叶-纹状体-丘脑系统的连接异常。基线时的脑部结构连接可以有效预测患者12个月后的功能恢复情况。研究表明，脑部结构连接的减少可能与精神病的病理过程相关，并可能反映神经发育异常。
https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2024.07.016
code地址：https://github.com/sidchop/PsychosisConnectome
一作是brainconn的作者
R| brainconn功能连接作图工具
也是上一个推送文章的作者之一（所以图1风格很像)
可卡因使用障碍：功能连接与多巴胺受体的关系
研究背景
该研究探讨了精神病的早期阶段中是否存在脑部结构连接的异常，尤其是首次发病且未经抗精神病药物治疗的个体（First-Episode Psychosis, FEP）。多项研究表明，精神疾病患者的脑部白质连接出现异常，但大部分研究都集中在已经接受抗精神病药物治疗的患者身上。这种药物可能对白质结构产生影响，因此尚不清楚这些异常是否在疾病的早期阶段就存在，以及它们是否可以预测患者的临床结果。
研究方法
研究招募了61名年龄在15至25岁之间、未经抗精神病药物治疗的FEP患者，以及27名无精神病史的健康对照者。研究使用弥散加权磁共振成像（Diffusion-Weighted Magnetic Resonance Imaging, DWI）来测量大脑319个分区之间的结构连接。通过连接组分析，研究人员绘制出大脑区域之间的连接变化，并利用基于连接组的预测模型（CPM），评估基线时的脑部结构连接是否可以预测患者在治疗后的症状和功能变化。
研究结果
研究发现，FEP患者与健康对照者相比，存在广泛的脑部结构连接减少，尤其是涉及前额叶-纹状体-丘脑系统的连接。进一步分析显示，基线时的结构连接强度可以显著预测患者12个月后的功能变化，即较低的结构连接与功能恢复较差相关。此外，研究也观察到部分脑区域的连接增加，但这种增加的临床意义尚不明确。
图1展示了精神病患者与健康对照者之间脑部结构连接的差异。上半部分（A-F）展示了精神病患者连接减少的区域，下半部分（G-L）展示了患者连接增加的区域。
图1A和G分别展示了在精神病患者中，显著的连接减少和增加的网络统计分析（Network-Based Statistic, NBS）子网络。这些图像将节点根据所属的脑网络进行着色，并根据节点的连接度（degree）调整节点的大小。连接度越大，表示该节点在网络中的影响力越大
图1B和H展示了这些连接在各个标准脑网络中的分布。每个网络中的连接比例通过热图的颜色强度来量化，颜色越深，表示该网络中的连接比例越高。这些热图有助于分析具体哪些脑网络受到影响。* 表示在统计上显著的网络层面富集（p < .05，双尾检验），即这些网络中的连接变化在统计上具有显著性。
图1D和J展示了归一化后的比例分布，去除了网络大小的影响，便于更准确地比较不同脑网络中的连接比例。这种归一化处理使得我们能够更清晰地看到每个网络的相对贡献，而不仅仅依赖于原始数据中的绝对连接数目。
图1C和I展示了NBS子网络连接在各个标准脑网络中的原始比例分布，图1E和K则展示了归一化后的分布。弦图通过直观的方式展示了这些连接在不同脑网络中的比例变化，帮助理解哪些脑网络在患者中受到了显著影响。
图1F和L展示了NBS子网络中每个脑区与其他脑区连接的数量分布。F展示了连接减少的区域，L展示了连接增加的区域。这里可以看到特定脑区在精神病患者中与其他脑区的连接变化，突出显示了连接变化最多的区域，例如前扣带回、纹状体、丘脑等区域。
图2展示了基线时特定脑网络的结构连接，尤其是前额-顶叶网络、默认模式网络和纹状体区域的连接，可以有效预测精神病患者的长期功能变化。这些发现为功能预后的个性化预测提供了新的视角。
图2A展示了基线时的脑部结构连接与两种功能量表变化（SOFAS 和 BPRS）之间的预测相关性。蓝色箱线图代表与功能改善正相关的连接，红色箱线图代表与功能改善负相关的连接。结果表明，基线时的脑部连接可以显著预测12个月后的SOFAS评分变化（功能改善），其中正相关连接的预测表现显著（带星号表示p < .05，经过FWE校正）。BPRS评分的预测表现则不显著。
Social and Occupational Functioning Assessment Scale (SOFAS) 是社会与职业功能评定量表，用于评估个体在社会、职业或学业活动中的功能水平。与其它评估工具不同，SOFAS专注于社会和职业功能，而不会考虑精神症状的严重程度或临床诊断。换句话说，它主要测量个体在日常生活、工作和社会互动中的实际表现。SOFAS广泛应用于临床和研究中，用来评估精神疾病患者在日常生活和工作中的功能表现，尤其是用于精神分裂症、双相情感障碍等疾病的功能性评估。
Brief Psychiatric Rating Scale (BPRS) 是简明精神病评定量表，主要用于评估精神病患者的各种精神症状的严重程度。BPRS涵盖了精神分裂症、抑郁症、双相情感障碍等精神障碍中的常见症状，包括精神病性症状、情绪症状和行为症状。
图2B展示了显著预测功能变化的连接在各个标准脑网络中的分布情况。上三角是原始数据，下三角是经过归一化处理的数据，颜色的深浅表示在每个脑网络中的连接数目。星号表示该网络中连接变化具有统计显著性。从图中可以看出，前额顶叶网络（FPN）与默认模式网络（DMN）之间的连接，以及边缘系统（Lim）和纹状体（Stri）之间的连接，显著预测了功能变化。
图2C展示了与12个月功能变化预测相关的脑区。颜色越深的区域代表与其他脑区有更多的显著连接，尤其是前额叶皮层和纹状体区域在预测模型中表现突出。这些区域的连接强度在患者未来功能恢复中的作用尤为关键。
讨论与结论
研究表明，脑部结构连接的减少在精神病的早期阶段即已存在，并且这些改变与未来的功能预后密切相关。由于研究对象均未接受抗精神病药物治疗，这些结果排除了药物对脑部结构的影响，表明连接减少可能与疾病本身的病理过程有关。然而，研究也指出这些结构连接的异常可能反映了精神病患者的神经发育异常。
研究不足
样本量相对较小，尤其是在12个月随访时，部分患者的功能恢复较好，可能对模型的预测能力产生一定影响。
弥散加权成像的分辨率和算法的准确性仍有待进一步提升，以便更精确地描绘脑部结构连接。
