复旦大学科学家揭示多动症双通道模型的关键脑区

复旦大学科学家揭示多动症双向模型的关键脑区

最近，复旦大学类大脑智能科学与技术研究所所长封建锋和罗强团队的助理研究员与剑桥大学和伦敦国王学院合作，研究青少年注意力缺陷多动障碍双向模型的神经基础。研究发现，左楔状结构不仅与多动症的认知和动机功能损害有关，而且与多动症的遗传风险有关，可以预测2年后多动症的症状，这可能为多动症的影像学标志。5月7日，这项研究结果在网上以“青少年注意力缺失/过度活跃的双重路径模型的神经相关测试”为题发表于《青少年中多动症双通路模型的神经基础》(美国精神病学杂志)。

世界上约有5.9%-7.1%的儿童和青少年受到多动症的影响，其中高达50%-66%将持续到成年。在中国，多动症的患病率约为6.3%。多动症的症状可能表现在许多方面，其中最常见的包括注意力难以集中、难以坚持、多动、冲动和学习成绩差。以往通过症状组合诊断的多动症表现出高度异质性，提示可能存在多个相对独立的发病机制。因此，有一个著名的多动症发病机制的“双途径”假说：相对独立的认知路径(如工作记忆、注意力管理)和动机路径(如延迟折扣)的不同组合可能是多动症临床异质性的原因。然而，在人脑中，注意力缺陷多动障碍引起的效应是否可以分为两个独立的系统(即认知系统和动机系统)一直缺乏神经影像学证据。

在这项研究中，一个欧洲青少年群体神经影像学的大型随访队列(n=1963)发现前额叶(尤其是腹内侧前额叶、背侧前扣带回皮质和前岛叶)和枕叶(尤其是左侧楔形叶)的灰质体积越小，多动症的症状越严重。

研究人员使用心理认知表型测试工具对工作记忆、注意力管理、反应抑制、延迟折扣等进行了详细评估。通过相关分析，进一步发现工作记忆、注意管理和延迟折扣与左楔叶灰质体积显著负相关。换句话说，在多动症中，认知通路损伤和动机通路损伤有一个共同的大脑联系，——左楔形叶较小。因此，这一发现可能对多动症的“两条路径”假说的认知和动机路径独立性做出重要修正。

研究人员发现多动症的遗传风险(即多基因风险评分)越高，多动症症状越严重，工作记忆越差，延迟厌恶越明显。此外，遗传风险仅显示与左侧楔形叶灰质体积的显著统计相关性。“通过对随访队列数据的分析，我们进一步发现，14岁时左侧楔状灰质体积可显著提高2年后对多动症症状的预测准确性。”罗强说。

在独立的临床样本中，该脑区的灰质体积在未服用过抗利尿激素药物的患者组中最小，在健康对照组中最大，而该脑区的灰质体积在服用过抗利尿激素药物的患者组中处于中等水平。“利用大规模神经影像数据，这项重要的研究提供了全新的证据，证明多动症药物确实可以将多动症患者关键脑区的灰质体积从太小中拯救出来。”英国国家科学院和医学科学院两院院士、复旦大学杰出教授、剑桥大学名誉博士和精神病学教授芭芭拉萨卡金评论道。

研究表明，多动症的双向模型既有孤立的大脑结构基础，也有共同的大脑结构基础。左侧枕叶灰质体积与多动症症状、认知和动机通路受损以及多动症的遗传风险相关。它可以预测多动症的症状，并与多动症的药物治疗密切相关。封建锋认为，这项研究的发现可能有助于构建多动症的影像标记，并有助于准确诊断和评估治疗效果。

复旦大学类脑智能科学与技术研究所博士生沈春是该论文的第一作者，封建锋和罗强是该通讯的合著者。本研究得到了国家自然科学基金、上海市科技重大专项“脑及类脑智能基础转化与应用”和上海市科委科技创新计划的资助。