脑功能网络与心身症状障碍 | 学术论坛·心身医学

脑内不同区域通过结构或功能间的联系，协调整合形成的网络称为脑网络。基于这种网络模式大脑不仅实现了跨区域的众多功能，而且保证了其内在复原力、适应性、稳健性及多样性。脑网络还是解开多对一功能结构悖论的概念基础，使得脑功能的局部中心观点和全局分布观点得以协调。研究人员通过功能性磁共振成像（fMRI）、脑电图（EEG）、脑磁图（MEG）、正电子发射断层扫描（PET）和功能性近红外光谱（fNIRS）等影像技术，应用种子相关、独立分量、主成分、图论和网络建模等分析方法，已证实大脑具有“小世界”、模块化、无标度等多种网络属性。

心身症状障碍可表现为焦虑、抑郁、失眠、疼痛、躯体化等症状中的一种或多种，多指仅存在功能性疾病的情况。其发病机制不明，包括心理应激反应、认知行为风险、情绪调节异常、内感受和神经-内分泌-免疫系统失调等多种因素的相互作用。脑功能网络研究为探索心身症状障碍的病理提供了新思路。

默认模式网络（DMN）

DMN即“内在心智”，包括内侧前额叶（mPFC）、前扣带回、后扣带回、海马、楔前叶与两侧顶下小叶等脑区，主要功能是自我反思、想象未来、回忆过去，对自己的思想、情感或知觉经验进行考察。当焦虑患者出现消极观念时，mPFC、后扣带回、楔前叶、角回、顶下小叶、杏仁核和海马旁回的活动增加，扣带回/楔前叶-岛叶/背内侧前额叶皮层之间的连接增强，其中mPFC的过度激活，可能与自我反馈的高敏性有关，但DMN的内在一致性降低，提示焦虑患者自我的心理表征功能受损。抑郁患者DMN内部的连接性存在争议，PET显示楔前叶的代谢活性升高，前扣带回-契前叶间的连接增强，这种增强与抑郁性沉思有关。另有研究显示抑郁患者DMN的内连接减弱，且在老年人中明显，提示老年抑郁患者会加速脑老化。也有报道称，抑郁症静息态时DMN神经活动增高，导致其对刺激任务的反应性降低；而任务态时DMN的连接紧密度下降，脑区内活跃的体素稀疏，DMN集中高效的信息处理模式被破坏。失眠患者DMN内的功能连接减弱，而左侧额中叶-海马之间的连接增强与失眠严重程度的增加、睡眠效率的降低、总睡眠时间的缩短以及入睡后觉醒时间的增加有关。

情感网络（AN）

AN与情绪识别和情感状态有关，指杏仁核、岛叶、腹侧纹状体、海马旁回、眶额皮层等脑区，杏仁核则被视作该区域的核心，它在恐惧的条件反射中发挥作用。焦虑患者基底外侧杏仁核过度激活，杏仁核-前扣带回的连接增强，患者保持警惕，并将环境线索与“坏”的结果联系起来，形成带有威胁性的预期，使模棱两可的事件与威胁联系起来。抑郁患者情感调节环路连接的不平衡可导致皮层区域对边缘系统的杏仁核、苍白球、纹状体和丘脑中部的调控力下降，皮层区域葡萄糖代谢降低、激活减少，而边缘系统的激活增强。

执行控制网络（CEN）

CEN又叫中央控制网络/背侧网络，包含背外侧前额叶皮层（dlPFC，内含眶额皮层）、背侧前扣带回和背侧顶叶皮层。CEN可发挥“自上而下”的控制作用，并调节皮层下的过度活跃，其核心区域为dlPFC。dlPFC通过整合信息输入来选择任务并执行，在适应性认知控制中具有重要作用。焦虑患者在对严厉面部表情进行重评反应时，dlPFC、内侧楔前叶、后扣带回及双侧顶叶皮层的激活减弱。当患者出现尴尬和沮丧感时，就会更频繁地调用眶额皮层来调节杏仁核对负面情绪的反应。在抑郁患者中，额顶束的完整性受损，dlPFC与其他脑区的连接性异常，既有增强也有减弱，背侧前扣带回-额上回之间的连接增强，但dlPFC-背侧前扣带回之间的连接减弱，连接减弱往往与认知缺陷（尤其是负性思维和情绪的下行控制无效）有关。这些网络连接性的改变在治疗后得到恢复，提示其在抑郁症的病理机制中发挥作用。

突显网络（SN）

SN是“解调器”，其关键节点位于两侧前岛叶和前扣带回，功能连接可延伸至丘脑、下丘脑、杏仁核、黑质腹侧被盖区和颞极，主要负责对外围信息进行评估分类，找到最相关的刺激，并切换到相应处理系统。焦虑患者SN内部杏仁核与前扣带回、岛叶连接减少，右侧杏仁核与CEN中的背内侧前额叶之间功能连接也降低。杏仁核-腹内侧前额叶的功能连接减少与恐惧的消退有关。抑郁患者的SN特别是右侧脑岛表现活跃，导致他们总是将中性事件进行负性解读。同样，失眠患者的负性情绪与SN内的岛叶活动增强有关。SN还参与了贪食患者对食物刺激的检测，使患者抑制不住对食物的渴望。此外，SN在疼痛的整合过程中也发挥着重要作用。

其他脑网络

动机网络（RN）包括腹侧被盖区、纹状体、眶额皮层、腹内侧前额叶皮层和前扣带回，共同形成了对奖赏的大小和概率都敏感的中脑边缘多巴胺通路。焦虑患者的壳核-前扣带回的功能连接性减少，皮层控制过程受损，患者对社会奖励的动机偏好降低。抑郁患者RN中额叶皮层和纹状体区域之间的连接减少，可导致兴趣、动机和快乐感的丧失。脑电图信号分析显示，焦虑患者的左前额区、颞区和中央区的聚类系数、局部效率和全脑的小世界指数显著降低。

脑网络之间联系

心身相关障碍的脑功能网络改变不仅发生在脑网络内部，还存在于网络之间。例如，焦虑患者脑内DMN与额顶叶网络、SN、CEN间的功能连接下降，可导致情绪调节和认知控制发生困难，使患者对情绪刺激的反应增强。抑郁患者SN与DMN的前部区域如内侧前额叶皮层、后扣带回皮层等连接增强。失眠时情绪和觉醒周期的失调可能与初级边缘系统、视空间注意网络、DMN和SN的过度连接有关。疼痛时，从扣带回皮质到前扣带回皮质再到中脑导水管周围灰质的下行通路会被激活，并且岛叶失去了中心地位，而初级感觉运动区成为中心节点。

多模态脑网络映射

近些年，基于深度学习聚类的方法将fMRI、EEG/MEG、PET和fNIRS等复杂数据按照相似性归为一类，形成了多模态脑网络映射方法。基于EEG-fMRI技术发现，静息态下失眠患者SN内的连接增强，提示失眠患者脑激活程度增高，患者闭眼期和睁眼期的绝对α波和衰退的α波增强，提示患者的敏感性和警觉性较强。

小结

脑网络间不仅存在解剖上的交叉重叠，而且功能上也相互影响。脑网络研究已经显示出了其在探究心身症状障碍病理机制中的重要价值，未来尚需要更大样本量并进行多中心研究，再结合遗传学方法，以期发现相关的生物学标记和内表型。

（作者：河北医科大学第一医院 首都医科大学宣武医院河北医院神经内科

韩冰 王彦永

首都医科大学宣武医院神经内科 王玉平）