Articles

struktury Mozku, funkce, a neurochemii schizofrenie a bipolární poruchy–systematický přehled magnetické rezonance neurologický literatury

Studie identifikace

Obrázek 1 popisuje výsledky na každé úrovni naší studie identifikace procesu. Z 394 potenciálně relevantních článků jsme do tohoto systematického přehledu zahrnuli 50 strukturálních, 29 funkčních, sedm MRS a osm kombinovaných zobrazovacích a genetických studií.

br. 1

1

Proces obor výběru

Strukturální MRI studie

Šedá hmota strukturální MRI

Gray matter byl časný zaměření neurologický výzkum v psychiatrických onemocnění. Pomocí anatomického odhadu pravděpodobnosti (ALE) metaanalýza 37 studií prokázala rozsáhlé deficity šedé hmoty ve frontálních, limbických a subkortikálních deficitech u schizofrenie ve srovnání se zdravými kontrolami.26 podobně snížení šedé hmoty bylo zjištěno v předním cingulátu a insule v metaanalýze ALE pacientů s BD ve srovnání se zdravými kontrolami.27 V posledních analýz, které se snaží kvantitativně, i když ne přímo, kontrast šedé hmoty deficity v mnoha psychiatrických poruch, včetně schizofrenie a BD, pomocí meta-analytických technik zjistil, společná snížení hřbetní přední cingulate a přední insula, oblasti mozku, které jsou připisovány výrazné sítí.28

čtyřicet studií explicitně zkoumalo rozdíly v šedé hmotě napříč spektrem psychózy od roku 2005, ale pouze sedmnáct z nich bylo provedeno při síle magnetického pole 3T. Všechny kromě jedné studie zahrnovaly subjekty, které byly léčeny v době skenování, a pouze menšina studií se zaměřila na pacienty s první epizodou (Tabulka 1). Kortikální šedé hmoty ztráta zobrazí se rozšířený v schizofrenie, ale méně extensive29,30,31, nebo dokonce absent32, 33 v BD. To bylo navrhl jako přechodný fenotyp přes nemoc kategorií, což možná odráží život psychóza zátěž, s pacienty s diagnózou schizofrenie a schizoafektivní poruchy, které prokazují rozsáhlé činnost mozkové kůry a subkortikální šedé hmoty snížení, a menší snížení omezena na frontotemporální regionů v BD.29 dále podporuje tento koncept je nedávná studie Song et al. kdo zkoumal objemu šedé hmoty v nevyléčitelné pacienty se schizofrenií a BD a uvádí negativní korelaci mezi závažností bludy a frontální šedé hmoty objemů, stejně jako rozsah halucinace a hned uncus objem šedé hmoty napříč diagnostických skupin.34 Zkoumání podkorových oblastí mozku, studie shodně naznačují, že snížení objemu hipokampu, může být funkce, která je sdílena napříč spektra, psychózy,35,36,37, přičemž většina studií hlásí, že objem hmotnosti je větší u schizofrenie ve srovnání s BD,38 i při zkoumání jednotlivých hipokampu podpolí.35, 39 podobně časné studie naznačují, že snížení objemu thalamu je přítomno napříč kategoriemi onemocnění, 36, 40, ale pozdější zprávy s většími velikostmi vzorků tuto funkci detekovaly pouze u schizofrenie.29, 41 výsledky jsou více konzistentní v souvislosti se amygdala objem, který byl ohlásen být ovlivněna v obou diagnostických skupin,42, 43 snížil jen u schizofrenie,44 výrazněji snížil v schizofrenií ve srovnání než v BD45 a naopak.37 Zprávy o bazální ganglia svazky jsou také protichůdné, kde nějaké najít objem increase46, 47 nebo decrease48, 49, která je sdílena napříč onemocnění, abnormality v schizofrenie, ale ne BD,34, 36 nebo nedostatečné abnormality v jedné diagnostické skupiny (s výjimkou nucleus accumbens).50 tyto kontrastní zprávy pravděpodobně odrážejí heterogenitu napříč studiemi, pokud jde o charakteristiky pacienta, expozici léků, sběr dat a metody analýzy dat.

Tabulka 1 Studie zkoumající šedé hmoty

Výrazné kortikální a subkortikální objem ztráty, která se podobá chronické fázi nemoci je již v první epizodě pacientů. Zatímco mnoho z oblastí s gray matter ztráta objeví se překrývají přes diagnostických skupin, některé zprávy naznačují, větší abnormality v první epizodou schizofrenie ve srovnání s první epizoda BD, a to jak z hlediska objemu loss45, 51 a prostorové míry.40, 52 možná není divu, že Pina-Camacho et al. uvádí se, že věk při prvním nástupu psychózy moduloval strukturální abnormality nelineárním a diagnosticky závislým způsobem. Konkrétně uvádějí, že u pacientů s dřívějším nástupem schizofrenie spectrum disorder měl nejvýznamnější komory a bazální ganglia rozšíření spolu s největší fronto-temporální kůry objem a tloušťka schodky mezi diagnostické skupiny, s afektivní poruchou, pacienti s méně rozsáhlé kortikální deficity, které byly opět výraznější v těch, s mladší věk nástupu psychózy.53 Nicméně, žádná z těchto studií zkoumala léky dosud neléčených pacientů, takže je nemožné, aby s konečnou platností konstatovat, že sledované skupiny rozdíly v šedé hmoty abnormality jsou v důsledku podstatných rozdílů v celé diagnostické spektrum, spíše než sekundární diferenciální expozice psychotropní léky.

strukturální MRI bílé hmoty

abnormality bílé hmoty byly hlášeny jako rozšířené jak u schizofrenie, tak u BD. Aktivační odhad pravděpodobnosti meta-analýza ukázala, snížil FA v první epizodou schizofrenie ve srovnání se zdravými kontrolami přes commissural, sdružení a projekční plochy, s hlavním zapojení nižší fronto-týlní fasciculus, nižší longitudinal fasciculus, cingulum svazek, a corpus callosum.54 Podobně, meta-analýza patnáct DTI studium v BD hlášeny snížil FA ve všech typech cest, když ve srovnání se zdravými kontrolami, se nejvíce robustní snižuje v nižší fronto-týlní fasciculus.55 nálezy naznačují sdílené prostorové rozložení deficitů integrity bílé hmoty napříč spektrem nemocí, ale neumožňují žádný závěr o srovnatelnosti velikosti abnormalit.

Jedenáct studií kontrastuje integrity bílé hmoty u schizofrenie a BD; všechny ale jedna zahrnovala pacienty, kteří byli medikovaných v době hodnocení, a pouze dva se zaměřil na první epizoda pacientů (Tabulka 2). Je zarážející, že většina studií provedených u chronických pacientů na psychotropní léky show snížení integrity bílé hmoty, které se neobjevují přes různé diagnostické skupiny. Analýzy oblasti zájmu ukazují sdílené snížení FA v uncinate fasciculus, corona radiata, přední končetina vnitřní kapsle, přední a zadní thalamické záření, a corpus callosum.56,57,58,59,60 To je také potvrzeno Skudlarski a kolegy, kteří provedli největší studii tak daleko a našel blízko dohody mezi prostorovou distribucí a veličin v FA snížení posuzuje se celý mozek TBSS přes diagnostické skupiny. Zajímavé je, že vykazuje vyšší rozptyl u pacientů s psychotickým BD, připomínající větší různorodost v bílé hmotě integrity abnormality ve srovnání s pacienty se schizofrenií.61 Heterogenita může také vysvětlit nesrovnalosti s Andersona a kolegů, kteří zjistili, FA snížení temporální a okcipitální bílé hmoty u schizofrenie, ale ne bipolární poruchou typu I,62 a Knoechel a kolegy, kteří uvádějí, že velikost integrity bílé hmoty abnormality v levém cingulum a hned uncinate fasciculus je větší u schizofrenie než BD.38

Table 2 Studies examining white matter

In first episode patients, no white matter volume abnormalities or no differences across diagnostic groups were observed63. Jediná studie k dnešnímu dni zkoumání mikrostruktury bílé hmoty v léčení pacientů a minimálně léčených pacientů našli společnou nárůst v MD ve velkém množství bílé hmoty plochy přes diagnostickou kategorií, ale ukázala, že pacienti s první epizodou BD snížil FA v cingulum, vnitřního pouzdra a zadní oblasti mozku, které nebylo patrné v první epizodě schizofrenie.64

Funkční MRI studie

Hlavní funkční MRI

celkem třináct studií, vše v chronicky medikovaných pacientů, mají přímo kontrastuje funkční aktivace vzory v BD a schizofrenie pomocí různých úkolů (Tabulka 3). V pracovní paměti úkoly, studie do značné míry pozorovat zapojení stejné mozkové sítě u zdravých kontrol a pacientů po psychóza spektra, ale najít změny v aktivaci vzorců v rámci těchto sítí. Odstupňované vzor skupinové rozdíly v amplitudy BOLD signálu byly hlášeny v několika studiích, s největší změna obvykle hlášeny u schizofrenie, a další jemné nebo nedostatečné abnormality v BD.65,66,67 Zjištění jsou více v rozporu, jak s hypo – a hyper-aktivace hlášeny, které mohou být vysvětleny odlišné, ale překrývající se, obráceného u-tvar křivky aktivace v závislosti na úkolu difficulty68 přes psychózy spektra, s méně abnormální vzorce aktivace v BD ve srovnání se schizofrenií. Alternativně je možné, že tyto vzorce diferenciální aktivace by mohly představovat kompenzační procesy nebo sekundární účinky primárních změn ve zpracování signálu. Větší úkol související změny u schizofrenie ve srovnání s BD byly hlášeny také ve slovní plynulosti úkol,69 ale ne trest dokončení úkolu,70 nebo emocionálně charakteristické paměti úkoly,71, 72 druhý objevují stále více mění v BD, než schizofrenie. Kromě toho se aktivace během očekávání odměny ve ventrálním striatu jeví jako snížená u schizofrenie, ale ne u pacientů s BD v manickém stavu.73 autoři spekulovali, že striatální dopaminová dysfunkce, která by mohla být klinicky vyjádřena jako anhedonie, může být základem jejich nálezu.

Tabulka 3 Studií zkoumajících úlohu aktivace

Klidovém stavu funkční MRI

Vyšetřování funkční připojení na zbytek se stává stále více populární, částečně proto, že úkol výkonnostní rozdíly mezi skupinami nemusí být vyúčtovány v tomto paradigmatu.74 aktivační odhad pravděpodobnosti meta-analýza celého mozku klidovém stavu studiích u schizofrenie naznačuje sníženou aktivitu v mediální prefrontální kůře, levém hipokampu, posterior cingulate cortex a precuneus (všechny oblasti mozku, které jsou obvykle pojímány jako součást výchozí režim network75), stejně jako zvýšenou aktivitu v kulturní gyrus.76 nedávné recenzi snaží sladit metodické rozdíly v schizofrenie studií naznačují zvýšené funkční propojenosti být replikovány najít.77 V kvalitativní systematický přehled Vargas a kolegové uvádí nenormální klidovém stavu konektivity mezi frontální a meso-limibic oblastí v BD, když ve srovnání s kontrolami.78

Všechny šestnáct klidovém stavu studie porovnávající připojení přes diagnostické skupiny zahrnuty zde byly prováděny u pacientů, kteří byli medikovaných v době skenování (Tabulka 4). Síť výchozího režimu, rozsáhlá mozková síť, která je aktivnější v klidu a byla zapojena do sebereferenčního myšlení, je možná nejrozšířenější. Rané zprávy v akutně nemocných pacientů se schizofrenií a BD identifikovat mediální prefrontální kůra jako hlavní locus společné abnormality, s BD je charakterizována sníženou výchozí režim připojení k síti, hippocampus a gyrus fusiformis, stejně jako větší propojení s primární vizuální mozkové kůry, a schizofrenie je charakterizována abnormální nábor čelní polární kůry a bazálních ganglií.79 největší studie k dnešnímu dni zkoumání výchozí režim připojení k síti s ICA hlásil připojení snížení v mediální prefrontální kůra, přední cingulate cortex, zadní cingulate cortex a precuneus přes psychózy spektra, ale také zjistil, že selektivní uzly v rámci sítě se zdají být odlišně ovlivněna u schizofrenie a BD.80 stejné skupiny, také uvedl, nenormální připojení mezi výchozí režim a fronto-týlní síti jako sdílené nemoci funkce u schizofrenie a BD, vzhledem k tomu, že větší propojení mezi fronto-temporální a mezolimbické oblasti byla pouze evidentní v BD, a snížil připojení mezi smyslové-motorových a mezolimbické oblasti byla omezena na schizofrenii.81 Další zprávy v rámci a mezi připojením k síti klesá v cingulo-rytmické sítě a mezi cingulo-rytmické a cerebelární sítě, které jsou sdíleny napříč onemocnění, snížená konektivita mezi cingulo-rytmické a význam sítě v BD pouze, a snížil připojení mezi cingulo-rytmické a fronto-parietální sítě u schizofrenie. Zejména, výchozí režim připojení k síti nebyl hlášen abnormální.82 Podobně, Baker a jeho kolegové hlášeny klidovém stavu připojení narušení kortikální asociační sítě, a to přednostně v frontoparietal kontrolu sítě, ale ne výchozí režim sítě abnormality, u schizofrenie a BD.83

Tabulka 4 Klidovém stavu studie

Klidovém stavu studie non-činnost mozkové kůry struktury odhalila odlišné vzory thalamic84 a amygdalar85 dysconnectivity u schizofrenie a BD, ale žádné rozdíly mezi diagnostickými skupinami v hippocampal38, 86 připojení. Zkoumání konektivity přes celý mozek s globální konektivity mozku, opatření, které počítá připojení síla každé oblasti mozku s každou další oblasti mozku, byl ohlásen být nižší u schizofrenie než u zdravých kontrol, zatímco u pacientů s BD měl střední globální propojení síly, které se výrazně liší od obou pacientů se schizofrenií a zdravých kontrol.87

studie magnetické rezonanční spektroskopie

existují podstatné důkazy, že hladiny neurometabolitu jsou změněny jak u schizofrenie, tak u BD. Meta-analýza sdružování dat z 146 studie naznačuje pokles NAA ve frontálním laloku, hippocampus, thalamus a bazální ganglia u schizofrenie, ale pouze v bazálních gangliích a frontálním laloku v BD.88 Další meta-analýza shrnující zjištění glutamátergní abnormality přes 28 studií u schizofrenie ukázaly pokles v mediální frontální glutamátu ve srovnání se zdravými kontrolami,89 ale většina studií, které byly provedeny v medikovaných pacientů. Naopak, některé zprávy naznačují zvýšení glutamátergní indexy v nevyléčitelné pacienty se schizofrenií v mediální prefrontální kůře, striatu a hipokampu.90,91,92,93 menší meta-analýzy v BD včetně devíti studií měření Glx (kombinace glutamátu a glutaminu) v různých oblastech mozku, navrhl, že tento metabolit může být vyšší u pacientů s BD ve srovnání s kontrolami, bez ohledu na stav léky.94 dohromady se zdá, že některé změny neurometabolitu, konkrétně snížená Naa ve frontální kůře a bazálních gangliích, mohou být sdíleny napříč spektrem onemocnění, zatímco jiné nemusí.

studie přímo kontrastující s neurometabolity u BD a schizofrenie jsou však řídké. Všechny tyto studie používají jeden voxel1 H-PANÍ umístěny v korových oblastech mozku, a byly provedeny u chronicky nemocných pacientů, kteří byli medikovaných v době hodnocení, nejčastěji s velmi malé velikosti vzorků (Tabulka 5). Molina a jeho kolegové byli první zprávy, že NAA/Cr klesá v levém, ale ne na pravé dorzolaterální prefrontální kůře jsou větší u schizofrenie, než v BD, bez Cho/Cr abnormality ocenil u obou skupin.95 Nálezy byly částečně replikovány Kalayci a kolegy, kteří uvádějí, univerzální pokles levé a pravé dorzolaterální prefrontální kůře NAA/Cr přes diagnostické skupiny, ale pokles v Cho/Cr jen v BD a schizoafektivní porucha, ale není to schizofrenie, když ve srovnání s kontrolami.96 měření předního cingulárního metabolitu kůry v 1.5 Tesla naznačovaly zvýšení Cho / Cr u schizofrenie pouze bez detekovatelných abnormalit v Naa / Cr napříč skupinami.97 vzhledem k pozdější zprávě o snížených hladinách Cr u akutně nemocných pacientů se schizofrenií, ale ne BD, však není jasné, zda nálezy lze přičíst spíše změnám Cr než změnám Cho nebo NAA.98 V levém Heschl je gyrus, Glu, NAA, a inositol úrovně bylo zjištěno, že se snížil v BD, ale ne v schizofrenií ve srovnání se zdravými kontrolami, zatímco žádný metabolit abnormality v jedné diagnostické skupiny byly zjištěny v pravém Heschl je gyrus, což naznačuje lateralized abnormality v dominantní hemisféře.99 pouze jedna studie dosud zkoumala GABA se zprávami o zvýšení PERISYLVICKÉ GABA u pacientů se schizofrenií, ale ne u pacientů s BD, ve srovnání se zdravými kontrolami.100

Tabulka 5 Studie zkoumá magnetické rezonance spektroskopie (MRS)

Zobrazování-genetické studie

Osm studií, vše v medikovaných pacientů, zkoumali vztahy mezi zobrazovací a genetických markerů po nemoci spektra (Tabulka 6). Ve slovní plynulosti úkoly, významné diagnóza genotyp interakce s úkolem související s aktivací byly pozorovány pro Neuregulin 1101 amerických narušeny při Schizofrenii Gen 1 (DISK 1102), a d-amino acid oxidase (Viz ref. 103) Gen. Je zajímavé, že mírný vztah mezi bílou hmotu, objem a počet schizofrenie rizikových genů bylo nalezeno přes psychózy spektra a u zdravých kontrol, což naznačuje, že kumulativní genetického rizika mohou pomoci vysvětlit rozsahu pozorovány změny bílé hmoty,104 ale další rizikové geny nevykazují takové vztahy.105

Tabulka 6 Zobrazovací genetické studie