Articles

agyi szerkezet, funkció és neurokémia skizofréniában és bipoláris zavarban–a mágneses rezonancia neuroimaging irodalom szisztematikus áttekintése

vizsgálati azonosítás

1.ábra a vizsgálati azonosítási folyamat minden szintjén az eredményeket írja le. A 394 potenciálisan releváns cikk közül 50 strukturális, 29 funkcionális, hét MRS. és nyolc kombinált képalkotó és genetikai vizsgálatot vontunk be ebbe a szisztematikus felülvizsgálatba.

ábra. 1
figure1

vizsgálati kiválasztási folyamat

szerkezeti MRI vizsgálatok

szürke anyag szerkezeti MRI

a szürke anyag a pszichiátriai betegségek neuroimaging kutatásának korai középpontjában állt. Az anatómiai valószínűségbecslés (ALE) segítségével 37 vizsgálat meta-analízise kiterjedt szürkeállomány-hiányt mutatott a skizofrénia frontális, limbikus és szubkortikális deficitjében, összehasonlítva az egészséges kontrollokkal.26 hasonlóan szürkeállomány-csökkenést találtak az anterior cingulate – ben és az insulában a BD – ben szenvedő betegek ALE-meta-analízisében, összehasonlítva az egészséges kontrollokkal.27 Egy újabb elemzések próbál mennyiségileg, bár nem közvetlenül, kontraszt szürke anyag hiány számos pszichiátriai rendellenességek, beleértve a skizofrénia, vagy a BD, használja a meta-analitikus technikák talált megosztott csökkenése a hátsó elülső cinguláris, valamint anterior insula, terület, az agy tulajdonítható, hogy a salience hálózatok.28

negyven tanulmány kifejezetten megvizsgálta a szürkeállomány különbségeit a pszichózis spektrumában 2005 óta, de ezek közül csak tizenhét a 3t mágneses térerősségeiben történt. Minden, de az egyik vizsgálatban a személyek, akik voltak gyógyszeres idején szkennelés, csak egy kisebbség, a vizsgálatok középpontjában első epizód betegek (1.Táblázat). Az agykérgi szürkeállomány térfogatvesztése széles körben elterjedt a skizofréniában, de kevésbé kiterjedt29, 30,31 vagy akár távollét32, 33 a BD-ben. Azt javasolták, mint egy közbenső fenotípus-szerte betegség kategóriák, esetleg tükröző életre pszichózis teher, a diagnosztizált betegek skizofrénia, illetve-skizoaffektív zavar, amelyek igazolják, kiterjedt neocortical, valamint subcortical szürke anyag csökkentése, valamint kisebb csökkentést korlátozott frontotemporalis régiók BD.29 A koncepció további támogatása Song et al. a who skizofréniában és BD-ben szenvedő, nem kezelt betegeknél vizsgálta a szürkeállomány mennyiségét, és negatív korrelációt jelentett a téveszmék súlyossága és a frontális szürkeállomány mennyisége, valamint a hallucinációk és a jobb uncus szürkeállomány mennyisége között a diagnosztikai csoportok között.34 Vizsgálja subcortical területeket az agyban, a vizsgálatok következetesen azt sugallják, hogy hippocampal hangerő csökkentése lehet egy szolgáltatás, amely megosztva a pszichózis spektrum,35,36,37, a vizsgálatok többségében a jelentés, hogy a hangerő a veszteség nagyobb a skizofrénia képest BD,38, még ha megvizsgáljuk az egyes hippocampal almezők.35, 39 Hasonlóképpen, a korai vizsgálatok azt sugallják, hogy a thalamus térfogatának csökkenése jelen van a betegségkategóriákban, 36, 40, de a későbbi, nagyobb mintaméretekkel rendelkező jelentések ezt a funkciót csak skizofréniában észlelték.29, 41 A megállapítások inkonzisztensebbek az amygdala térfogat tekintetében, amelyről mindkét diagnosztikai csoportban beszámoltak, 42, 43 csak skizofréniában csökkent,44 a skizofréniában szignifikánsan csökkent, mint a BD45-ben, és fordítva.A bazális ganglionok térfogatáról szóló 37 jelentés szintén ellentmondó, ha egyesek volumennövekedést tapasztalnak46, 47 vagy decrease48, 49, amely betegségek,skizofrénia rendellenességei, de nem BD, 34, 36 vagy rendellenességek hiánya bármelyik diagnosztikai csoportban (a nucleus accumbens kivételével).50 ezek a kontrasztos jelentések valószínűleg tükrözik a heterogenitást a vizsgálatok között a betegek jellemzői, A gyógyszeres expozíció, az adatgyűjtés és az adatelemzési módszerek tekintetében.

1.táblázat a szürkeállományt vizsgáló vizsgálatok

a krónikus betegség stádiumához hasonló jelentős kortikális és szubkortikális volumenvesztést már az első epizódban szenvedő betegeknél is jelentettek. Míg a szürkeállomány-veszteséggel rendelkező területek közül sok átfedésnek tűnik a diagnosztikai csoportok között, számos jelentés nagyobb eltéréseket javasol az első epizód skizofréniájában az első epizód BD-hez képest, mind a térfogatveszteségek45, 51, mind a térbeli kiterjedés szempontjából.40, 52 talán nem meglepő, hogy Pina-Camacho et al. beszámoltak arról, hogy a pszichózis első megjelenésekor az életkor nemlineáris és diagnózisfüggő módon modulálta a szerkezeti rendellenességeket. Konkrétan azt jelentették, hogy a betegek egy korábbi fellépő szkizofrénia spektrum zavar volt a legjelentősebb kamrai, illetve bazális ganglionok bővítés mellett a legnagyobb fronto-temporális agykérgi kötet vastagsága hiányt között diagnosztikai csoportok, a hangulati zavar a betegek kevesebb, kiterjedt agykérgi a hiányt, ami ismét több prominens azokat, fiatalabb korban a pszichózis.53 Azonban sem a tanulmányok vizsgált gyógyszeres kezelésben még nem részesült betegek, így lehetetlen, hogy véglegesen következtetni, hogy a megfigyelt csoport különbségek a gray matter eltérések oka az, hogy a lényegi különbségek a diagnosztikai spektrum helyett szekunder differenciál expozíció pszichotróp gyógyszerek.

fehér anyag szerkezeti MRI

Fehér Anyag rendellenességekről számoltak be mind a skizofrénia, mind a BD esetében. Az aktiválási valószínűség becslése meta-analízis kimutatta, csökkent FA első epizód skizofrénia, mint az egészséges ellenőrzések szerte a commissural, társulás, és vetületi traktusok, a fő bevonása az alsó fronto-occipital fasciculus, inferior longitudinális fasciculus, cingulum köteg, és corpus callosum.54 Hasonlóképpen, a BD-ben végzett tizenöt DTI-vizsgálat meta-analízise az egészséges kontrollokhoz képest minden típusú traktusban csökkent FA-ról számolt be, az alsó fronto-occipital fasciculus legerősebb csökkenésével.55 megállapítás arra utal, hogy a fehérállomány integritásának megoszlása megosztott a betegség spektrumában, de nem enged következtetni a rendellenességek nagyságrendjének összehasonlíthatóságára.

Tizenegy tanulmányok összevetése fehér anyag épségét, a skizofrénia, illetve BD; minden, de az egyik szereplő betegek, akik gyógyszeres értékelés időpontjában, de csak két összpontosított első epizód betegek (2.Táblázat). Feltűnő, hogy a pszichotróp gyógyszerekkel végzett krónikus betegeknél végzett vizsgálatok többsége a fehér Anyag integritásának csökkenését mutatja, amelyek nem különböznek a diagnosztikai csoportokban. Régió érdeke az elemzések szerint megosztott FA csökken a uncinate kötegét a corona radiata, elülső végtag a belső kapszula, elülső, majd a hátsó thalamic sugárzás, valamint a corpus callosum.56,57,58,59,60 Ez is alátámasztja Skudlarski, valamint a kollégák, akik végzik a legnagyobb vizsgálatban, így messze találtam egy közel közötti megállapodás térbeli felosztás, s shapley a FA csökkentése értékelte egész agy TBSS át diagnosztikai csoportok. Érdekes módon nagyobb eltérést jelentettek pszichotikus BD-ben szenvedő betegeknél, ami a fehéranyag-integritási rendellenességek nagyobb heterogenitására utal, mint a skizofrén betegeknél.61 a heterogenitás magyarázhatja az eltéréseket Andersonnal és kollégáival is, akik a skizofréniában a temporális és occipitalis fehér Anyag csökkenését találták, de nem a bipoláris I rendellenességet, 62 Knoechel és kollégák, akik arról számoltak be, hogy a fehér Anyag integritási rendellenességeinek nagysága a bal cingulumban és a jobb uncinate fasciculusban nagyobb a skizofréniában, mint a 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. Az egyetlen vizsgálat dátuma vizsgálja fehér anyag mikrostruktúra a gyógyszer-naiv, de minimálisan kezelt betegeknél talált egy megosztott növekedése MD a nagyszámú fehér számít, írásokat át diagnosztikai kategóriák, de azt mutatta, hogy a betegek első epizód BD csökkent FA a cingulum, belső kapszula, valamint a hátsó agyi régiók, hogy nem volt egyértelmű, az első epizód skizofrénia.64

funkcionális MRI vizsgálatok

feladat funkcionális MRI

összesen tizenhárom vizsgálat, mindegyik krónikusan gyógyszeres betegeknél, közvetlenül ellentétes funkcionális aktivációs mintákkal rendelkezik a BD-ben és a skizofréniában különböző feladatok alkalmazásával (3.táblázat). A munkamemória feladatok, tanulmányok nagyrészt megfigyelni eljegyzési azonos agyi hálózatok az egészséges kontrollok, valamint a betegek egész pszichózis spektrum, de találni változások aktivációs mintázatok belül azok a hálózatok. Számos tanulmányban beszámoltak a BOLD jel amplitúdójának csoportbeli különbségeinek Osztályozott mintájáról, a legnagyobb változást általában skizofréniában jelentették, finomabb vagy a BD rendellenességeinek hiánya.65,66,67 eredmények inkonzisztensebbek, mind a hypo -, mind a hyper-aktiválás jelentett, ami magyarázható különböző, de átfedő, fordított u-alakú aktivációs görbékkel, a pszichózis spektrumának nehézségétől függően68, a BD-ben az aktiválás kevésbé abnormális mintái a skizofréniához képest. Alternatív megoldásként lehetséges, hogy ezek a differenciálaktiválási minták kompenzációs folyamatokat vagy a jelfeldolgozás elsődleges változásainak másodlagos hatásait jelenthetik. A skizofrénia nagyobb feladatokkal kapcsolatos változásait a BD-hez képest egy verbális folyékonysági feladatban is jelentették, 69, de nem egy mondat befejezési feladata, 70 vagy érzelmileg kiemelkedő memória feladatok, 71, 72 az utóbbi a BD-ben jobban megváltozott, mint a skizofrénia. Továbbá, aktiválás során jutalom várakozás a ventrális striatum tűnik csökkent skizofrénia, de nem betegek BD mániás állapotban.73 a szerzők azt feltételezték, hogy a striatális dopamin diszfunkció, amely klinikailag anhedoniaként fejezhető ki, lehet a megállapításuk alapja.

3. Táblázat Tanulmányok vizsgálata feladat aktiválás

Nyugalmi funkcionális MRI

Vizsgálat, funkcionális kapcsolat a többi egyre népszerűbb, részben azért, mert a feladat a teljesítmény különbségek a csoportok között kell elszámolni ebben a paradigma.74 aktiváló valószínűség becslése meta-analízis egész agy nyugalmi tanulmányok a skizofrénia azt sugallja, csökkent aktivitás, a mediális prefrontális kéreg, bal hippocampus, hátsó cinguláris kéreg, valamint precuneus (minden terület, az agy rendszerint mint részeként az alapértelmezett mód network75), valamint a fokozott aktivitás a nyelvi gyrus.76 a skizofrén vizsgálatok módszertani különbségeinek összeegyeztetésére irányuló közelmúltbeli felülvizsgálat azt javasolta, hogy a funkcionális kapcsolat fokozottabb legyen.77 egy kvalitatív, szisztematikus felülvizsgálat során Vargas és kollégái a BD frontális és mezo-limibikus területei között aberráns nyugalmi állapotról számoltak be a kontrollokhoz képest.78

az itt szereplő diagnosztikai csoportok közötti kapcsolatot összehasonlító tizenhat nyugalmi állapotvizsgálatot olyan betegeknél végezték, akik a szkennelés idején gyógyszeres kezelésben részesültek (4.táblázat). Az alapértelmezett mód hálózat, egy nagy léptékű agyhálózat, amely nyugalomban aktívabb, és az Ön-referenciális gondolkodásban érintett, talán a legszélesebb körben tanulmányozott. Korai jelentés a betegsége akut betegek skizofrénia, valamint BD azonosította a mediális prefrontális kéregben, mint a nagyobb locus, a közös rendellenesség, a BD, hogy jellemző a csökkent alapértelmezett módban a hálózati kapcsolat, hogy a hippocampus, valamint fusiform gyrus, valamint a nagyobb kapcsolatok a primer vizuális kéreg, valamint a skizofrénia, hogy jellemző a kóros felvételi a frontális jeges kéreg a bazális ganglionok.79 A legnagyobb vizsgálatban, hogy dátuma vizsgálja alapértelmezett üzemmód hálózati kapcsolat ICA jelentett kapcsolatok csökkenése, a mediális prefrontális kéreg, az anterior cinguláris kéreg, hátsó cinguláris kéreg, valamint precuneus át a pszichózis spektrum, de azt is megállapította, hogy a szelektív csomópontok a hálózaton belül úgy tűnik, hogy differentially érintett a skizofrénia, illetve BD.80 ugyanez a csoport az alapértelmezett mód és a fronto-occipital hálózat közötti, a skizofréniában és a BD-ben közös betegségjellemzőként észlelt rendellenes kapcsolatról is beszámolt, míg a fronto-temporális és a mezolimbikus régiók közötti fokozott kapcsolat csak a BD-ben volt nyilvánvaló, és az érzékszervi motoros és a mezolimbikus területek közötti kapcsolat csökkenése a skizofréniára korlátozódott.81 más jelentés szerint a hálózati kapcsolat a cingulo-opercularis hálózaton belül és a cingulo-opercularis és cerebelláris hálózaton belül csökken, a cingulo-opercularis és salience hálózat között csak a BD-ben, valamint a cingulo-opercularis és fronto-parietális hálózat között csak skizofrénia esetén csökken a kapcsolat. Nevezetesen, az alapértelmezett módú hálózati kapcsolatot nem jelentették abnormálisnak.82 hasonlóképpen Baker és kollégái beszámoltak a corticalis asszociációs hálózatok, elsősorban a frontoparietalis kontrollhálózat nyugalmi állapotzavarairól, de nem alapértelmezett módú hálózati rendellenességekről a skizofréniában és a BD-ben.83

4. Táblázat Nyugalmi tanulmányok

Nyugalmi vizsgálatok nem neocortical struktúrák kiderült, különböző minták thalamic84, valamint amygdalar85 dysconnectivity a skizofrénia, illetve BD, de nem különbségek diagnosztikai csoportok hippocampal38, 86 kapcsolatok. Vizsgálja a kapcsolatok az egész agy a globális agyi kapcsolatok, egy intézkedés, amely kiszámítja a kapcsolatok erőssége minden régióban az agy minden más régióban az agy, jelentették, hogy alacsonyabb lesz a skizofrénia, mint az egészséges kontrollok, mivel a betegek BD volt köztes globális kapcsolatok erőssége, hogy jelentősen különbözik mind a beteget, mind a skizofrénia, egészséges kontrollok.87

mágneses rezonancia spektroszkópiai vizsgálatok

jelentős bizonyíték van arra, hogy a neurometabolit szintek mind skizofréniában, mind BD-ben megváltoztak. Egy meta-analízis pooling adatokat 146 vizsgálatok arra utalnak, csökken a SZÖVETSÉGESEK a frontális lebeny, hippocampus, thalamus, valamint a bazális ganglionok a skizofrénia, de csak a bazális ganglionok, majd frontális lebeny a BD.88 Egy meta-elemzés összefoglaló megállapítások a glutamatergic rendellenességek át 28 tanulmányok a skizofrénia kiderült, csökken a mediális frontális glutamát képest egészséges kontrollok,89, de a legtöbb vizsgálatot végeztek gyógyszeres betegek. Ezzel szemben számos jelentés arra utal, hogy a glutamáterg indexek emelkednek a skizofréniában szenvedő, nem kezelt betegeknél a mediális prefrontális kéregben, a striatumban és a hippocampusban.90,91,92,93 Egy kisebb meta-analízis a BD köztük kilenc vizsgálatok mérési Glx (kombinációja glutamát, valamint glutamin) keresztül az agy különböző területeit, azt javasolta, hogy ez a metabolit magasabb lehet a betegek BD a kontroll csoporthoz képest, függetlenül attól, hogy a gyógyszer állapot.94 együttvéve, úgy tűnik, hogy a neurometabolit változások egy része, különösen a frontális kéregben és a bazális ganglionokban a Naa csökkenése megosztható a betegség spektrumában, míg mások nem.

a BD-vel és a skizofréniával közvetlenül kontrasztos neurometabolitokkal végzett vizsgálatok azonban ritkák. Mindezen vizsgálatok során egyetlen voxel1 H-MRS-t alkalmaztak az agykérgi területeken, és azokat krónikusan beteg, az értékelés időpontjában gyógyszeres kezelésben részesülő betegeknél végezték, leggyakrabban nagyon kis mintaméretekkel (5.táblázat). Molina és kollégái voltak az elsők, akik beszámoltak arról, hogy a bal oldali NAA/Cr csökken, de a jobb oldali dorsolateralis prefrontális kéreg nem volt nagyobb skizofréniában, mint a BD-ben, egyik csoportban sem értékelték a Cho/Cr rendellenességeket.Kalayci és kollégái 95 eredményt részlegesen replikáltak, akik a bal és a jobb dorsolateralis prefrontalis cortex NAA/Cr univerzális csökkenéséről számoltak be diagnosztikai csoportokban, de a cho/Cr csökkenése csak a BD és a schizoaffektív rendellenességben, de a skizofrénia nem a kontrollokhoz képest.96 anterior cingulate cortex metabolit mérések 1.5 a Tesla csak a cho/Cr emelkedésére utalt skizofréniában, anélkül, hogy a NAA/Cr csoportokban kimutatható rendellenességek lennének.97 mivel Azonban egy későbbi jelentés csökkent Cr szint akut beteg a skizofrénia, de nem BD, nem világos, hogy ha a megállapítások tulajdonítható Cr változtatások helyett Cho vagy NAA változások.A bal oldali heschl gyrus -, Glu -, NAA-és inozitolszintek a BD-ben csökkentek, de az egészséges kontrollokhoz képest nem skizofréniában, míg a jobb oldali heschl gyrus-ban egyik diagnosztikai csoportban sem mutattak ki metabolit rendellenességeket, ami a domináns féltekén lateralizált rendellenességre utal.99 Egyetlen vizsgálat dátuma megvizsgálta a GABA, a jelentések perisylvian GABA emelkedett a betegek skizofrénia, de nem azok a BD, összehasonlítva az egészséges kontrollok.100

5. Táblázat a Tanulmányok vizsgálata mágneses rezonancia spektroszkópia (MRS)

Képalkotó-genetikai vizsgálatok

Nyolc vizsgálatok, mind a gyógyszeres betegek, megvizsgálta közötti kapcsolatok imaging and genetikai markerek át a betegség spektrum (6.Táblázat). A verbális folyékonysági feladatokban az 1. Schizophrenia gén (1102 lemez) és a d-aminosav-oxidáz (lásd ref. 103) gén. Érdekes módon a fehérállomány mennyisége és számos skizofrénia kockázati gén között szerény összefüggést találtak a pszichózis spektrumában és az egészséges kontrollokban, ami arra utal, hogy a kumulatív genetikai kockázatok segíthetnek megmagyarázni a megfigyelt fehéranyag-változások mértékét,104, de más kockázati gének nem mutattak ilyen kapcsolatokat.105

6. táblázat képalkotó genetikai vizsgálatok