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estrutura do Cérebro, a função, e neurochemistry na esquizofrenia e transtorno bipolar–uma revisão sistemática da ressonância magnética de neuroimagem literatura

Estudo de identificação

a Figura 1 descreve os resultados em cada nível de nosso estudo, o processo de identificação. Dos 394 artigos potencialmente relevantes, incluímos 50 estudos estruturais, 29 funcionais, sete MRS e oito estudos combinados de imagem e genética nesta revisão sistemática.

Fig. 1
figura 1

Processo de seleção do estudo

Estrutural estudos com MRI

matéria Cinzenta estruturais de ressonância magnética

Matéria cinzenta tem sido um foco inicial da pesquisa de neuroimagem nas doenças psiquiátricas. Usando a estimativa da probabilidade anatômica( ALE), uma meta-análise de 37 estudos demonstrou extensos déficits de matéria cinzenta em déficits frontais, límbicos e subcorticais na esquizofrenia quando comparados com controles saudáveis.Da mesma forma, reduções de matéria cinzenta foram encontradas no cingulado anterior e na ínsula em uma meta – análise ALE de pacientes com BD quando comparados com controles saudáveis.27 A análises mais recentes tentar quantitativamente, embora não diretamente, contraste matéria cinzenta déficits em uma série de transtornos psiquiátricos, incluindo esquizofrenia e BD, utilizando a meta-técnicas analíticas encontradas compartilhada diminuição no cingulado anterior dorsal e a ínsula anterior, as áreas do cérebro que são atribuídos para a saliência redes.28

40 estudos explicitamente examinaram as diferenças na matéria cinzenta em todo o espectro da psicose desde 2005, mas apenas dezassete desses estudos foram conduzidos com uma intensidade de campo magnético de 3T. Todos, exceto um estudo, incluíram indivíduos medicados no momento da digitalização, e apenas uma minoria de estudos focados em pacientes de primeiro episódio (Tabela 1). A perda de volume de matéria cinzenta Cortical parece generalizada na esquizofrenia, mas menos extensiva 29,30,31 ou mesmo ausente 32, 33 em BD. Tem sido sugerido como um fenótipo intermediário entre categorias de doenças, possivelmente refletindo a vida psicose carga, com pacientes diagnosticados com esquizofrenia e transtorno esquizoafetivo demonstrando extensa neocortical e subcortical matéria cinzenta reduções, e reduções menores limitado a frontotemporal regiões em BD.29 outro apoio a este conceito é um estudo recente de Song et al. who examined gray matter volumes in unmedated patients with schizophrenia and BD and reported a negative correlation between severity of delusions and frontal gray matter volumes as well as extension of hallucinations and right uncus gray matter volume across diagnostic groups.34 examinando áreas subcorticais do cérebro, estudos consistentemente sugerem que a redução do volume hipocampo pode ser uma característica que é compartilhada em todo o espectro de psicose,35,36,37, com a maioria dos estudos relatando que a perda de volume é maior na esquizofrenia em comparação com BD,38 mesmo quando examinando subcampos individuais.35, 39 similarmente, estudos iniciais sugerem reduções do volume do tálamo para estar presente em todas as categorias de doenças, 36, 40 mas relatos posteriores com tamanhos de amostra maiores detectaram Esta característica apenas na esquizofrenia.29, 41 achados são mais inconsistentes em relação ao volume de amígdala, que tem sido relatado não ser afetado em ambos os grupos diagnósticos,42, 43 diminuiu apenas na esquizofrenia,44 mais proeminentemente diminuiu na esquizofrenia em comparação com BD45 e vice-versa.37 Relatórios sobre os gânglios da base volumes também são conflitantes, onde alguns acham volume increase46, 47 ou decrease48, 49 que é compartilhado através de doenças, anomalias na esquizofrenia, mas não o BD,34, 36 ou falta de anormalidades no grupo de diagnóstico (exceto para o núcleo accumbens).Esses relatórios contrastantes provavelmente refletem a heterogeneidade entre os estudos no que diz respeito às características do paciente, exposição à medicação, aquisição de dados e métodos de análise de dados.

Tabela 1 os Estudos que examinam a matéria cinzenta

Significativas cortical e subcortical perda de volume semelhante à doença crônica em fase já foi relatado no primeiro episódio pacientes. Enquanto muitas das áreas com perda de matéria cinzenta parecem se sobrepor entre os grupos diagnósticos, vários relatórios sugerem maiores anormalidades na esquizofrenia do primeiro episódio em comparação com o primeiro episódio BD, tanto em termos de volume loss45, 51 e extensão espacial.40, 52 talvez não seja surpreendente que Pina-Camacho et al. relatou que a idade no início da psicose modulou anomalias estruturais de uma forma não-linear e dependente do diagnóstico. Especificamente, eles relatam que pacientes com início precoce da esquizofrenia transtorno do espectro tinha mais significativos ventricular e gânglios basais alargamento juntamente com a maior fronto-temporal cortical volume e espessura de déficits entre os grupos de diagnóstico, com transtorno afetivo pacientes com menos extensa cortical déficits que foram, novamente, mais proeminente em pacientes com idade de início da psicose.No entanto, nenhum dos estudos examinou pacientes sem tratamento prévio com medicação, tornando impossível concluir definitivamente que as diferenças observadas em grupo nas anomalias da matéria cinzenta são devidas a diferenças intrínsecas em todo o espectro de diagnóstico ao invés de secundárias à exposição diferencial a medicamentos psicotrópicos.foram notificadas anomalias estruturais da matéria branca na IRM

nas anomalias da matéria branca que se generalizaram tanto na esquizofrenia como na BD. Uma meta-análise de estimativa da probabilidade de ativação mostrou diminuição do FA na esquizofrenia do primeiro episódio em comparação com controles saudáveis em todo o comissural, associação e tractos de projeção, com o envolvimento principal do fascículo frontoccipital inferior, fascículo longitudinal inferior, feixe de cingulum e corpus calosum.Do mesmo modo, uma meta-análise de quinze estudos de DTI na BD relatou diminuição da FA em todos os tipos de tractos quando comparado com controles saudáveis, com as diminuições mais robustas no fascículo frontoccipital inferior.55 achados sugerem uma distribuição espacial compartilhada de déficits de integridade de matéria branca em todo o espectro da doença, mas não permitem nenhuma inferência sobre a comparabilidade na magnitude das anormalidades.onze estudos contrastaram a integridade da matéria branca na esquizofrenia e na BD; todos, com excepção de um, incluíram doentes medicados na altura da avaliação, e apenas dois focaram em doentes do primeiro episódio (Tabela 2). É impressionante que a maioria dos estudos realizados em pacientes crônicos sobre medicamentos psicotrópicos mostram diminuições na integridade da matéria branca que não parecem diferentes entre os grupos de diagnóstico. As análises da região de interesse mostram diminuição de FA compartilhada no fascículo uncinado, Corona radiata, membro anterior da cápsula interna, radiação tálâmica anterior e posterior, e corpus calosum.56,57,58,59,60 isto também é corroborado por Skudlarski e colegas que realizaram o maior estudo até agora e encontraram um acordo estreito entre distribuições espaciais e magnitudes em reduções de FA avaliadas com TBSS do cérebro inteiro em grupos de diagnóstico. Curiosamente, eles relataram maior variância em pacientes com DB psicótico, sugestivo de maior heterogeneidade em anormalidades de integridade da matéria branca em comparação com os pacientes com esquizofrenia.61 a Heterogeneidade também pode explicar a discrepância com o Anderson e colegas que encontrou FA reduções temporal e occipital matéria branca, na esquizofrenia, mas não transtorno bipolar I,62 e Knoechel e colegas que o relatório que a magnitude de matéria branca integridade anormalidades na esquerda cingulum e direito uncinate fasciculus é maior na esquizofrenia de 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. O único estudo até à data o exame de matéria branca microestrutura em medicação-ingênuo e minimamente tratados os pacientes encontraram uma compartilhado aumento no MD em um grande número de matéria branca censitários entre as categorias de diagnóstico, mas mostrou que pacientes com primeiro episódio BD tinha diminuído FA no cingulum, cápsula interna, e posterior regiões do cérebro que não foi evidente no primeiro episódio de esquizofrenia.64 estudos RMN funcionais

RMN funcional tarefa

um total de treze estudos, todos em doentes cronicamente medicados, têm padrões de activação funcional contrastados na BD e esquizofrenia utilizando várias tarefas (Tabela 3). Em tarefas de memória de trabalho, estudos observam em grande parte o engajamento das mesmas redes cerebrais em controles saudáveis e pacientes em todo o espectro da psicose, mas encontram alterações nos padrões de ativação dentro dessas redes. Um padrão classificado de diferenças de grupo na amplitude do sinal BOLD foi relatado em vários estudos, com a maior alteração tipicamente relatada em esquizofrenia, e mais sutil ou falta de anormalidades em BD.65,66,67 achados são mais inconsistentes, com ambos hypo – e hiper-ativação relatada, o que pode ser explicado por curvas de ativação em u diferentes, mas sobrepostas, em forma de inversão, dependendo da dificuldade da tarefa 68 em todo o espectro de psicose, com menos padrões anormais de ativação em BD em comparação com a esquizofrenia. Alternativamente, é possível que estes padrões de ativação diferencial possam representar processos compensatórios ou efeitos secundários de mudanças primárias no processamento de sinais. Maiores alterações relacionadas com a tarefa na esquizofrenia em comparação com a BD também foram relatadas em uma tarefa de fluência verbal, 69 mas não uma tarefa de conclusão da sentença,70 ou tarefas de memória emocionalmente salientes,71, 72 este último aparecendo mais alterado em BD do que a esquizofrenia. Além disso, a activação durante a antecipação da recompensa no estriato ventral parece ter diminuído na esquizofrenia, mas não nos doentes com BD num estado maníaco.Os autores especularam que a disfunção da dopamina estriada, que pode ser clinicamente expressa como anedonia, pode estar subjacente ao seu achado.

Tabela 3 Estudos que examinam tarefa de ativação

o estado de Repouso ressonância magnética funcional

a Investigação de conectividade funcional em repouso tem se tornado cada vez mais popular, em parte porque a tarefa diferenças de desempenho entre os grupos não precisam ser contabilizados neste paradigma.74 Uma ativação probabilidade de estimativa da meta-análise de todo o cérebro o estado de repouso estudos em esquizofrenia sugere diminuição da atividade no córtex pré-frontal medial, esquerdo, hipocampo, córtex cingulado posterior e precuneus (todas as áreas do cérebro que são normalmente definidos como parte do modo padrão network75), bem como o aumento da atividade no giro lingual.Uma revisão recente que tentou reconciliar as diferenças metodológicas nos estudos sobre esquizofrenia sugeriu que o aumento da conectividade funcional seria um achado replicado.Em uma revisão qualitativa sistemática Vargas e colegas relataram a conectividade do Estado de repouso aberrante entre áreas frontais e meso-limibicas em BD quando comparada aos controles.78 todos os dezasseis estudos de Estado de repouso que compararam a conectividade entre os grupos de diagnóstico incluídos aqui foram realizados em doentes medicados na altura da digitalização (Tabela 4). A rede de modo padrão, uma rede cerebral de grande escala que é mais ativa em repouso e tem sido implicada no pensamento auto-referencial, é talvez a mais amplamente estudada. Um início de relatório de doença aguda em pacientes com esquizofrenia e BD identificado o córtex pré-frontal medial como principal locus da compartilhado anormalidade, com o BD sendo caracterizada pela redução modo padrão de conectividade de rede para o hipocampo e o giro fusiforme bem como maior conectividade com o córtex visual primário, e a esquizofrenia, sendo caracterizada por uma recrutamento de frontal polar córtex e gânglios da base.79 O maior estudo até à data de examinar o modo padrão de conectividade de rede com o ICA relatado conectividade de reduções no córtex pré-frontal medial, córtex cingulado anterior, córtex cingulado posterior e precuneus toda a psicose espectro, mas também achei que selectiva nós dentro da rede parecem ser diferencialmente afetadas na esquizofrenia e BD.80 Do mesmo grupo também relatou aberrante a conectividade entre o modo padrão e um fronto-occipital rede compartilhada doença funcionalidade na esquizofrenia e BD, considerando que o aumento da conectividade entre fronto-temporal e mesolimbic regiões só foi evidente na BD, e a diminuição da conectividade entre o sensório-motor e mesolimbic áreas foi limitado a esquizofrenia.81 Outros relatório de dentro de e entre a conectividade de rede diminui dentro de um cingulo-opercular rede e entre um cingulo-opercular e cerebelar de rede que são compartilhados através de doenças, diminuição da conectividade entre o cingulo-opercular e a saliência de rede em BD só, e a diminuição da conectividade entre cingulo-opercular e fronto-parietal rede, na esquizofrenia, apenas. Notavelmente, a conectividade de rede de modo padrão não foi relatada anormal.82 Similarly, Baker and colleagues reported resting state connectivity disruptions of cortical association networks, preferencialmente the frontoparietal control network, but not default mode network abnormalities, in schizophrenia and BD.83

Tabela 4 estado de Repouso estudos

o estado de Repouso estudos de não-estruturas neocorticais revelou padrões distintos de thalamic84 e amygdalar85 dysconnectivity na esquizofrenia e em BD, mas sem diferenças entre os grupos de diagnóstico em hippocampal38, 86 conectividade. Examinando a conectividade de todo o cérebro em cérebro global de conectividade, uma medida que calcula a conectividade de força de cada região do cérebro com todas as outras regiões do cérebro, foi relatado para ser mais baixo na esquizofrenia do que em controles saudáveis, enquanto que os pacientes com BD tinha intermediário conectividade global da força que foi significativamente diferente de pacientes com esquizofrenia e controles saudáveis.Estudos de espectroscopia de ressonância magnética

existe evidência substancial de que os níveis de neurometabolite são alterados tanto na esquizofrenia como na BD. Uma meta-análise que agrupa dados de 146 estudos sugere diminuições na NAA no lobo frontal, hipocampo, tálamo e gânglios basais na esquizofrenia, mas apenas nos gânglios basais e no lobo frontal em BD.Outra meta-análise que resume os resultados de anomalias glutamatérgicas em 28 estudos sobre esquizofrenia revelou uma diminuição no glutamato frontal medial em comparação com controlos saudáveis,89 mas a maioria dos estudos foram realizados em doentes medicados. Contrariamente, vários relatórios sugerem uma elevação dos índices glutamatérgicos em doentes com esquizofrenia não medicados no córtex pré-frontal medial, estriado e hipocampo.90, 91, 92, 93 uma meta-análise mais pequena na BD, incluindo nove estudos que medem Glx (uma combinação de glutamato e glutamina) em diferentes áreas do cérebro, sugeriu que este metabolito pode ser mais elevado em doentes com BD em comparação com os controlos, independentemente do estado da medicação.Em conjunto, parece que algumas das alterações neurometabolitas, especificamente diminuídas NAA no córtex frontal e gânglios basais podem ser compartilhadas em todo o espectro de doenças, enquanto outras não.no entanto, os estudos que contrastam directamente os neurometabolitos na BD e a esquizofrenia são escassos. Todos estes estudos utilizaram uma única VOXEL1 h-MRS colocada em áreas corticais do cérebro e foram realizados em doentes crónicos que foram medicados no momento da avaliação, mais frequentemente com tamanhos de amostra muito pequenos (Tabela 5). Molina e colegas foram os primeiros a relatar que diminuições Naa/Cr na esquerda, mas não o córtex pré-frontal dorsolateral direito foram maiores na esquizofrenia do que na BD, sem anormalidades Cho / Cr apreciadas em ambos os grupos.Os achados foram parcialmente replicados por Kalayci e colegas, que relataram uma diminuição universal no córtex pré-frontal dorsolateral esquerdo e direito NAA/Cr em todos os grupos de diagnóstico, mas uma diminuição no Cho/Cr apenas em BD e transtorno esquizoafetivo, mas não esquizofrenia quando comparado aos controles.96 medições do metabolito do córtex cingulado Anterior à 1.Tesla suggestive of elevations of Cho / Cr in schizophrenia only without detectable abnormalities in NAA / Cr across groups.No entanto, devido a um relatório posterior de diminuição dos níveis Cr em doentes com esquizofrenia aguda, mas não BD, não é claro se os resultados são atribuíveis a alterações Cr em vez de alterações Cho ou NAA.98 Na esquerda Heschl do giro, Glu, NAA, e inositol níveis foram encontrados para ser diminuídas em BD, mas não na esquizofrenia, quando comparados a controles saudáveis, enquanto nenhum metabólito anormalidades no grupo de diagnóstico foram detectados no direito de Heschl do giro, o que sugere uma lateralizado anormalidade no hemisfério dominante.Apenas um estudo, até à data, examinou o GABA, com relatos de elevações do GABA perisílico em doentes com esquizofrenia, mas não em doentes com BD, quando comparados com controlos saudáveis.100

Tabela 5 Estudos de exame de espectroscopia de ressonância magnética (MRS)

Imagem-estudos genéticos

Oito estudos, tudo em pacientes medicados, examinaram as relações entre imagens e marcadores genéticos entre a doença do espectro (Tabela 6). Nas tarefas de fluência verbal, foram observados diagnósticos significativos por genótipo interacções com as activações relacionadas com a tarefa para a Neuregulina 1 alterada no Gene da esquizofrenia 1 (disco 1102) e na d-aminoácido oxidase (ver ref. 103) gene. Curiosamente, uma relação modesta entre o volume de matéria branca e uma série de genes de risco de esquizofrenia foi encontrada em todo o espectro de psicose e em controles saudáveis,sugerindo que os riscos genéticos cumulativos podem ajudar a explicar a extensão das alterações observadas na matéria branca, 104 mas outros genes de risco não mostraram tais relações.105

Tabela 6 Imagens estudos genéticos