《J.Neurosci.》解析精神分裂症患者大脑如何理解世界

2014年4月2日发表在《Journal of Neuroscience》的一项研究，在精神分裂症中发现了一种伴随放电功能障碍，这可有助于这种疑难疾病的诊断和治疗。

　　

生物通报道：精神分裂症（Schizophrenia）患者经常会曲解他们所看到和经历的事情。目前，一项最新研究对可能引起这种曲解的大脑机制，进行了深入研究。这项研究来自于加拿大麦吉尔大学的蒙特利尔神经学研究所和医院——The Neuro，研究表明，精神分裂症患者视觉感知中的某些错误，与大脑信号中的干扰或“噪音”（称为伴随放电，corollary discharge）一致。伴随放电信号被发现于整个动物界，从昆虫到鱼到人，研究认为它们对监控某个人的自身行为至关重要。这项研究结果发表在2014年4月2日的《Journal of Neuroscience》，在精神分裂症中发现了一种伴随放电功能障碍，这可有助于这种疑难疾病的诊断和治疗。这项研究是由麦克吉尔大学心理学系的研究人员Veronica Whitford、Gillian O’Driscoll和Debra Titone合作完成。

本研究的主要负责人、The Neuro 的神经科学家Christopher Pack博士指出：“一个伴随放电信号，就是发送到大脑其他部分的神经系统信息的副本，以让我们可以意识到我们正在做的事情。例如，如果我们想移动我们的手臂，大脑中的运动区域会给肌肉发送信号，产生运动。这一命令的副本就是伴随放电，被发送到大脑的其他区域，通知他们将要发生的运动。如果你正在移动你的手臂，但你没有伴随放电信号，你可能就会认为有其他人正在移动你的手臂。同样地，如果你产生一种念头并且你的伴随放电受损，那么你就可能认为，是其他人将想法放进了你的内心。伴随放电可确保大脑的不同区域彼此之间可以进行沟通，因此我们可以意识到我们正在移动自己的手臂、说话或思考我们自己的想法。”

精神分裂症是一种疾病，患者清晰思考和管理情绪的能力受到干扰。患有精神分裂症的人常常把自己的思想和行为归于外部来源，如同幻听的例子。其他常见的症状包括妄想和混乱的思维和言语。延伸阅读：精神分裂症的分子水平解释。

最近有研究表明，受损的伴随放电可以解释这些症状。然而，损伤的性质还是未知的。在这项研究中，Pack博士及其同事（包括The Neuro的神经科医生Alby Richard博士），利用一种称为perisaccadic定位任务的测试，探讨伴随放电活动。在这项测试中，受试者被要求跟随计算机屏幕上的一个点，做出快速的眼部动作。同时，他们也被要求定位不时短暂出现在屏幕上的视觉刺激。为了准确地执行这个任务，受试者需要知道他们正在看屏幕上哪个地方，换句话说，他们使用从控制眼部肌肉的大脑结构中所产生的伴随放电信号。

结果表明，患精神分裂症的人不太能准确地找出他们正在看的位置。因此在估计屏幕上闪烁的刺激位置时，他们会犯更多的错误。Pack博士称：“有趣而具有潜在临床重要性的是，患者做出的错误模式与他们症状的严重程度有关。这特别有趣，因为控制眼球运动的电路包括大脑中已充分理解的结构。所以我们相信，我们可以从行为数据反向推导伴随放电作用的生物学基础。我们已经开始用计算机模型开展这些工作。在数学上，我们可以通过添加噪声和随机性，将一个健康对照者的伴随放电转变成神经分裂症患者的伴随放电。不是精神分裂症患者没有伴随放电，亦或伴随放电延迟或振幅减弱。而是患者似乎主要有一种嘈杂的伴随放电信号。这种视力测试很容易做，并对个体差异相当敏感。”

这项研究表明，与对照组相比，精神分裂症患者在定位视觉刺激时出现更大的错误。这些结果可通过伴随放电信号得以解释，也能预测患者症状的严重程度，指出了精神分裂症一些最常见症状的可能的基础。（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
Perisaccadic Perception of Visual Space in People with Schizophrenia
Abstract: Corollary discharge signals are found in the nervous systems of many animals, where they serve a large variety of functions related to the integration of sensory and motor signals. In humans, an important corollary discharge signal is generated by oculomotor structures and communicated to sensory systems in concert with the execution of each saccade. This signal is thought to serve a number of purposes related to the maintenance of accurate visual perception. The properties of the oculomotor corollary discharge can be probed by asking subjects to localize stimuli that are flashed briefly around the time of a saccade. The results of such experiments typically reveal large errors in localization. Here, we have exploited these well-known psychophysical effects to assess the potential dysfunction of corollary discharge signals in people with schizophrenia. In a standard perisaccadic localization task, we found that, compared with controls, patients with schizophrenia exhibited larger errors in localizing visual stimuli. The pattern of errors could be modeled as an overdamped corollary discharge signal that encodes instantaneous eye position. The dynamics of this signal predicted symptom severity among patients, suggesting a possible mechanistic basis for widely observed behavioral manifestations of schizophrenia.