studie identifiering

Figur 1 beskriver resultat på varje nivå av vår studie identifieringsprocess. Av de 394 potentiellt relevanta artiklarna inkluderade vi 50 strukturella, 29 funktionella, sju fru och åtta kombinerade bild-och genetiska studier i denna systematiska granskning.

urvalsprocess för studier

strukturella MRI-studier

grå substans strukturella MRI

grå materia har varit ett tidigt fokus på neuroimaging forskning inom psykiatriska sjukdomar. Med hjälp av anatomisk sannolikhetsbedömning (ALE) visade en metaanalys av 37 studier omfattande gråmaterialunderskott i frontala, limbiska och subkortiska underskott i schizofreni jämfört med friska kontroller.26 på liknande sätt hittades minskningar av grå substans i främre cingulat och insula i en ale – metaanalys av patienter med BD jämfört med friska kontroller.27 en ny analys som försöker kvantitativt, om än inte direkt, kontrastera gråmaterialunderskott i ett antal psykiatriska störningar, inklusive schizofreni och BD, med hjälp av metaanalytiska tekniker som hittades delad minskning i dorsal anterior cingulate och anterior insula, områden i hjärnan som tillskrivs salience networks.28

fyrtio studier undersökte uttryckligen skillnader i grå substans över psykosspektret sedan 2005, men endast sjutton av dem genomfördes vid magnetfältstyrkor på 3T. Alla utom en studie inkluderade ämnen som medicinerades vid skanningstillfället, och endast en minoritet av studierna fokuserade på patienter med första episoden (Tabell 1). Kortikal gråmaterialvolymförlust verkar utbredd vid schizofreni,men mindre omfattande29,30, 31 eller till och med frånvaro32, 33 i BD. Det har föreslagits som en mellanliggande fenotyp över sjukdomskategorier, eventuellt reflekterande livstidspsykosbörda, med patienter diagnostiserade med schizofreni och schizoaffektiv sjukdom som visar omfattande neokortikala och subkortikala gråmaterialminskningar och mindre minskningar begränsade till frontotemporala regioner i BD.29 ytterligare stödja detta koncept är en ny studie av Song et al. who undersökte gråmaterialvolymer hos obehandlade patienter med schizofreni och BD och rapporterade en negativ korrelation mellan svårighetsgraden av vanföreställningar och frontala gråmaterialvolymer samt omfattningen av hallucinationer och höger uncus gråmaterialvolym över diagnostiska grupper.34 undersöka subkortikala områden i hjärnan, studier tyder konsekvent på att hippocampal volymreduktion kan vara en funktion som delas över psykos spektrum,35,36,37, Med en majoritet av studier rapporterar att volymförlusten är större i schizofreni jämfört med BD,38 även när man undersöker enskilda hippocampala delfält.35, 39 på liknande sätt tyder tidiga studier på att thalamus volymminskningar är närvarande över sjukdomskategorier,36, 40 men senare rapporter med större provstorlekar upptäckte denna funktion endast vid schizofreni.29, 41 fynd är mer inkonsekventa när det gäller amygdalavolym, vilket har rapporterats vara opåverkat i båda diagnostiska grupperna,42, 43 minskade endast vid schizofreni,44 mer framträdande minskade i schizofreni jämfört än i BD45 och vice versa.37 rapporter om basala ganglivolymer är också motstridiga där vissa finner volymökning 46, 47 eller minskning48, 49 som delas över sjukdomar, avvikelser i schizofreni men inte BD,34, 36 eller brist på avvikelser i någon av diagnosgrupperna (förutom kärnans accumbens).50 dessa kontrasterande rapporter återspeglar sannolikt heterogeniteten mellan studier när det gäller patientegenskaper, läkemedelsexponering, datainsamling och dataanalysmetoder.

signifikant kortikal och subkortikal volymförlust som liknar det kroniska sjukdomsfasen rapporteras redan hos patienter med första episoden. Medan många av områdena med gråmaterialförlust verkar överlappa över diagnostiska grupper, föreslår flera rapporter större avvikelser i första episoden schizofreni jämfört med första episoden BD, både när det gäller volymförlust45, 51 och rumslig utsträckning.40, 52 det är kanske inte förvånande att Pina-Camacho et al. rapporterade att ålder vid första början av psykos modulerade strukturella avvikelser på ett olinjärt och diagnosberoende sätt. Specifikt rapporterar de att patienter med en tidigare debut av en schizofreni spektrumstörning hade den mest signifikanta utvidgningen av ventrikulära och basala ganglier tillsammans med de största fronto-temporala kortikala volym-och tjockleksunderskotten bland diagnostiska grupper, med patienter med affektiv sjukdom som hade mindre omfattande kortikala underskott som återigen var mer framträdande hos dem med yngre ålder av psykos.53 ingen av studierna undersökte emellertid läkemedel na-patienter, vilket gjorde det omöjligt att definitivt dra slutsatsen att observerade gruppskillnader i gråmaterialavvikelser beror på inneboende skillnader över det diagnostiska spektrumet snarare än sekundärt till differentiell exponering för psykotropa läkemedel.

strukturell MRI med vit substans

avvikelser i vit substans har rapporterats vara utbredda vid både schizofreni och BD. En aktivering sannolikhetsbedömning meta-analys visade minskad FA i första episoden schizofreni jämfört med friska kontroller över commissural, association, och projektionskanaler, med huvudsaklig inblandning av underlägsen fronto-occipital fasciculus, underlägsen longitudinell fasciculus, cingulum bunt, och corpus callosum.54 på liknande sätt rapporterade en metaanalys av femton DTI-studier i BD minskad FA i alla typer av kanaler jämfört med friska kontroller, med de mest robusta minskningarna i den underlägsna fronto-occipital fasciculus.55 fynd tyder på en delad rumslig fördelning av vita materiens integritetsunderskott över sjukdomsspektret, men tillåter ingen slutsats om jämförbarheten i storleken av abnormiteter.

Elva studier kontrasterade vitmaterialintegritet vid schizofreni och BD; alla utom en inkluderade patienter som medicinerades vid tidpunkten för bedömningen, och endast två fokuserade på patienter med första episoden (Tabell 2). Det är slående att majoriteten av studier utförda på kroniska patienter på psykotropa läkemedel visar minskningar i vitmaterialintegritet som inte verkar annorlunda över diagnostiska grupper. Region av intresse analyser visar delade fa minskningar i uncinate fasciculus, corona radiata, främre delen av den inre kapseln, främre och bakre talamisk strålning, och corpus callosum.56,57,58,59,60 detta bekräftas också av Skudlarski och kollegor som genomförde den största studien hittills och fann en nära överenskommelse mellan rumsliga fördelningar och storheter i FA-minskningar bedömda med tbss i hela hjärnan över diagnostiska grupper. Intressant rapporterade de högre varians hos patienter med psykotisk BD, vilket tyder på större heterogenitet i avvikelser i vitmaterialintegritet jämfört med patienter med schizofreni.61 heterogenitet kan också förklara avvikelser med Anderson och kollegor som fann fa-minskningar i temporal och occipital vit materia vid schizofreni men inte bipolär I-störning,62 och Knoechel och kollegor som rapporterar att storleken på vita materiens integritetsavvikelser i vänster cingulum och höger uncinate fasciculus är större vid schizofreni än BD.38

In first episode patients, no white matter volume abnormalities or no differences across diagnostic groups were observed63. Den enda studien hittills undersöka vit materia mikrostruktur i medicinering-na uicve och minimalt behandlade patienter fann en gemensam ökning av MD i ett stort antal vita ämnen områden över diagnostiska kategorier, men visade att patienter med första episoden BD hade minskat FA i cingulum, inre kapsel, och bakre hjärnregioner som inte var uppenbart i första episoden schizofreni.64

funktionella MR-studier

uppgift funktionell MR

totalt tretton studier, Alla hos kroniskt medicinerade patienter, har direkt kontrasterade funktionella aktiveringsmönster i BD och schizofreni med olika uppgifter (tabell 3). I arbetsminneuppgifter observerar studier i stor utsträckning engagemang av samma hjärnnätverk i friska kontroller och patienter över psykosspektret, men hittar förändringar i aktiveringsmönster inom dessa nätverk. Ett graderat mönster av gruppskillnader i amplituden hos den djärva signalen har rapporterats i flera studier, med den största förändringen som vanligtvis rapporterats vid schizofreni och mer subtil eller brist på abnormiteter i BD.65,66,67 fynd är mer inkonsekventa, med både hypo – och hyper-aktivering rapporterad, vilket kan förklaras av olika, men överlappande, inverterade U-formade aktiveringskurvor beroende på uppgiftssvårighet68 över psykosspektrumet, med mindre onormala aktiveringsmönster i BD jämfört med schizofreni. Alternativt är det möjligt att dessa mönster för differentiell aktivering kan representera kompensationsprocesser eller sekundära effekter av primära förändringar i signalbehandling. Större uppgiftsrelaterade förändringar i schizofreni jämfört med BD rapporterades också i en verbal flytuppgift,69 men inte en meningsuppgift,70 eller känslomässigt framträdande minnesuppgifter,71, 72 den senare verkar mer förändrad i BD än schizofreni. Vidare verkar aktivering under belöningsförväntning i ventralstriatum minskat vid schizofreni, men inte patienter med BD i maniskt tillstånd.73 författarna spekulerade i att striatal dopamindysfunktion, som kliniskt kunde uttryckas som anhedoni, kan ligga till grund för deras upptäckt.

vilotillstånd funktionell MRI

undersökning av funktionell anslutning i vila har blivit alltmer populär, delvis eftersom skillnader i uppgiftsprestanda mellan grupper inte behöver redovisas i detta paradigm.74 en aktivering sannolikhetsbedömning meta-analys av hela hjärnan vilande tillstånd studier i schizofreni antyder minskad aktivitet i den mediala prefrontala cortex, vänster hippocampus, bakre cingulate cortex och precuneus (alla områden i hjärnan som vanligtvis konceptualiseras som en del av standardläget nätverk75), liksom ökad aktivitet i den linguala gyrusen.76 en ny granskning som försökte förena metodologiska skillnader i schizofrenistudier föreslog ökad funktionell anslutning för att vara ett replikerat resultat.77 i en kvalitativ systematisk granskning rapporterade Vargas och kollegor avvikande vilotillståndsanslutning mellan frontala och meso-limibiska områden i BD jämfört med kontroller.78

alla sexton vilostatsstudier som jämförde anslutning mellan diagnostiska grupper som ingår här genomfördes hos patienter som medicinerades vid skanningstillfället (Tabell 4). Standardlägesnätverket, ett storskaligt hjärnnätverk som är mer aktivt i vila och har varit inblandat i självreferenstänkande, är kanske det mest studerade. En tidig rapport hos akut sjuka patienter med schizofreni och BD identifierade den mediala prefrontala cortexen som huvudplats för delad abnormitet, med BD som kännetecknas av minskad standardläge nätverksanslutning till hippocampus och fusiform gyrus samt ökad anslutning till den primära visuella cortexen och schizofreni kännetecknas av onormal rekrytering av den främre polära cortexen och de basala ganglierna.79 den största studien hittills undersöker standardläge nätverksanslutning med ICA rapporterade anslutningsminskningar i medial prefrontal cortex, främre cingulate cortex, bakre cingulate cortex och precuneus över psykos spektrum, men fann också att selektiva noder inom nätverket verkar påverkas differentiellt vid schizofreni och BD.80 samma grupp rapporterade också avvikande anslutning mellan standardläget och ett fronto-occipitalt nätverk som delad sjukdomsfunktion i schizofreni och BD, medan ökad anslutning mellan fronto-temporala och mesolimbiska regioner endast var tydlig i BD, och minskad anslutning mellan sensoriska motoriska och mesolimbiska områden var begränsad till schizofreni.81 andra rapporterar inom och mellan nätverksanslutning minskar inom ett cingulo-opercular nätverk och mellan ett cingulo-opercular och cerebellar nätverk som delas över sjukdomar, minskad anslutning mellan cingulo-opercular och salience nätverk endast i BD och minskad anslutning mellan cingulo-opercular och fronto-parietal nätverk endast i schizofreni. I synnerhet rapporterades inte standardläge nätverksanslutning onormal.82 på samma sätt rapporterade Baker och kollegor vilotillstånd anslutningsstörningar av kortikala föreningsnätverk, företrädesvis frontoparietal control network, men inte standardläge nätverksavvikelser, i schizofreni och BD.83

vilotillståndsstudier av icke-neokortiska strukturer avslöjade distinkta mönster av thalamic84 och amygdalar85 dysconnectivity vid schizofreni och BD, men inga skillnader mellan diagnostiska grupper i hippocampal38, 86 anslutning. Att undersöka anslutning över hela hjärnan med global hjärnanslutning, ett mått som beräknar anslutningsstyrkan för varje region i hjärnan med varje annan region i hjärnan, rapporterades vara lägre vid schizofreni än vid friska kontroller, medan patienter med BD hade mellanliggande global anslutningsstyrka som skilde sig signifikant från både patienter med schizofreni och friska kontroller.87

magnetiska resonansspektroskopistudier

det finns betydande bevis för att neurometabolitnivåerna förändras i både schizofreni och BD. En metaanalys som samlar data från 146 studier tyder på minskningar av NAA i frontalloben, hippocampus, thalamus och basala ganglier vid schizofreni, men endast i basala ganglier och frontallob i BD.88 en annan metaanalys som sammanfattade fynd av glutamatergiska abnormiteter över 28 studier i schizofreni avslöjade en minskning av medialt frontalt glutamat jämfört med friska kontroller,89 men majoriteten av studierna genomfördes på medicinerade patienter. Däremot föreslår flera rapporter en höjning av glutamatergiska index hos obehandlade patienter med schizofreni i medial prefrontal cortex, striatum och hippocampus.90,91,92,93 en mindre metaanalys i BD inklusive nio studier som mäter Glx (en kombination av glutamat och glutamin) över olika delar av hjärnan, föreslog att denna metabolit kan vara högre hos patienter med BD jämfört med kontroller, oavsett medicinstatus.94 sammantaget verkar det som om några av de neurometabolitiska förändringarna, specifikt minskade NAA i frontal cortex och basala ganglier kan delas över sjukdomsspektret, medan andra kanske inte.

studier som direkt kontrasterar neurometaboliter i BD och schizofreni är dock glesa. Alla dessa studier använde enstaka voxel1 h-MRS placerade i kortikala områden i hjärnan och utfördes på kroniskt sjuka patienter som medicinerades vid tidpunkten för bedömningen, oftast med mycket små provstorlekar (Tabell 5). Molina och kollegor var de första som rapporterade att Naa/Cr-minskningar i vänster, men inte den högra dorsolaterala prefrontala cortexen var större vid schizofreni än i BD, utan Cho/Cr-avvikelser uppskattade i någon av grupperna.95 resultat replikerades delvis av Kalayci och kollegor, som rapporterade en universell minskning av vänster och höger dorsolateral prefrontal cortex NAA/Cr över diagnostiska grupper, men en minskning av Cho/Cr endast i BD och schizoaffektiv sjukdom, men inte schizofreni jämfört med kontroller.96 främre cingulära cortexmetabolitmätningar vid 1.5 Tesla var suggestiva på förhöjningar av Cho/Cr vid schizofreni endast utan detekterbara avvikelser i NAA / Cr över grupper.97 på grund av en senare rapport om minskade Cr-nivåer hos akut sjuka patienter med schizofreni men inte BD är det dock oklart om fynd kan hänföras till CR-förändringar snarare än cho-eller NAA-förändringar.98 i vänster Heschls gyrus -, Glu -, NAA-och inositolnivåer visade sig vara minskade i BD, men inte i schizofreni jämfört med friska kontroller, medan inga metabolitavvikelser i någon av de diagnostiska grupperna upptäcktes i höger Heschls gyrus, vilket tyder på en lateraliserad abnormitet i den dominerande halvklotet.99 endast en studie hittills har undersökt GABA, med rapporter om perisylvian GABA-förhöjningar hos patienter med schizofreni, men inte de med BD, jämfört med friska kontroller.100

Imaging-genetiska studier

åtta studier, Alla hos medicinerade patienter, har undersökt samband mellan avbildning och genetiska markörer över sjukdomsspektrumet (Tabell 6). I verbala flyt uppgifter, signifikant diagnos av genotyp interaktioner med aktivitetsrelaterade aktiveringar observerades för Neuregulin 1,101 störd i schizofreni Gen 1 (DISC 1102), och d-aminosyran oxidas (se ref. 103) gen. Intressant, ett blygsamt förhållande mellan vitmaterialvolym och ett antal schizofreni riskgener hittades över psykosspektret och i friska kontroller,vilket tyder på att kumulativa genetiska risker kan hjälpa till att förklara omfattningen av observerade förändringar i vit substans, 104 men andra riskgener visade inte sådana relationer.105