精神疾病中个人空间调节的神经相关：顶叶下皮层的作用

　　

精神病患者个人空间调节的神经关联：顶下皮质的作用

在精神疾病的研究领域中，个人空间调节异常与精神疾病的关联一直备受关注。来自麻省总医院（Massachusetts General Hospital）和哈佛医学院（Harvard Medical School）等机构的研究人员，在《Molecular Psychiatry》期刊上发表了题为 “Neural correlates of personal space regulation in psychosis: role of the inferior parietal cortex” 的论文。这一研究成果意义重大，为深入理解精神病患者的社交功能障碍提供了神经学依据，有望为精神疾病的治疗和干预开辟新的方向。

该研究聚焦于精神病患者个人空间调节的神经机制，通过对大脑功能的研究，探索个人空间异常与大脑区域活动及连接性之间的关系，旨在为精神疾病的病理研究和治疗靶点的确定提供关键信息。

研究背景

社交功能障碍是精神分裂症等精神疾病的重要特征之一，其中个人空间调节异常在这些患者中较为常见。个人空间作为一种非言语社交沟通方式，对个体的社交互动起着重要作用。它不仅是个体周围的安全区域，能保护身体免受伤害，还承载着丰富的社交信号，如信任、熟悉度和社会等级等信息。

研究发现，精神分裂症患者的个人空间需求比健康人群平均高出约 30%，但这种差异背后的神经生理机制却尚不明确。此前的研究表明，个人空间调节涉及特定的大脑网络，包括顶叶和额叶皮质区域，以及纹状体和杏仁核等相关脑区。同时，个人空间的大小和 “渗透性” 与个体的心理特征、社会功能以及精神病理症状密切相关。因此，深入研究大脑区域在个人空间监测中的功能及其与个人空间相关行为的关联，对于揭示精神疾病的病理机制具有重要意义。

研究材料方法和关键技术路线

研究对象

研究共招募了 40 名精神病患者（PD）和 60 名年龄、性别等人口统计学特征相匹配的健康对照者（HC）。PD 患者来自麻省总医院精神病临床和研究项目（PCRP）接受治疗的患者，部分通过在线广告招募；HC 则通过在线社区论坛广告和研究门户网站招募。所有参与者均需满足一系列严格的纳入和排除标准，如年龄在 18 - 50 岁之间、精通英语、无物质依赖史、无 MRI 检查禁忌证等。PD 患者需有确诊的精神病发作史，且在入组前至少四周症状无明显变化。研究使用 Mini International Neuropsychiatric Interview（MINI）对所有参与者进行诊断确认。

临床评估

对 PD 组患者使用 Positive and Negative Syndrome Scale（PANSS）评估精神分裂症症状严重程度，并采用五因素模型进行分析。同时，对所有参与者评估社会动机 / 快感缺失和社会退缩情况，分别使用 Anticipatory and Consummatory Interpersonal Pleasure Scale（ACIPS）和自我报告的 Time Alone Questionnaire（TAQ）进行测量。

个人空间测量

采用 Stop Distance Procedure（SDP）测量个人空间大小。在中立实验室环境中，由研究助手扮演的同盟者从距离受试者 3 米处开始，缓慢走向受试者，受试者需在感到 “稍不舒服”（代表个人空间边界刚被触及）和 “非常不舒服”（代表个人空间边界被明显跨越）时分别叫停。分别用男性和女性同盟者进行 6 次测量，记录两个停止距离，其中第一个停止距离（Distance 1，D1）代表个人空间大小，第二个停止距离（Distance 2，D2）用于计算个人空间的 “渗透性” 指标。

MRI 数据采集

使用 3T 西门子 Prisma 扫描仪和 64 通道头线圈对每位受试者进行 MRI 数据采集，包括 T1 - 加权 3D 多回波 MPRAGE 扫描序列、八次任务运行中的血氧水平依赖（BOLD）数据采集，以及两次全脑静息态 BOLD 数据采集。在功能 MRI（“Looming”）范式中，受试者观看人脸图像，图像在 16 秒内逐渐变大（代表接近）或变小（代表远离），形成 2×2 实验设计（人脸性别 × 接近 / 远离方向）。同时，设置了扫描内注意力任务，受试者需在注视屏幕中心的同时，检测随机出现的点并按键响应。在静息态 fMRI 扫描中，受试者观看带有中心注视十字的均匀灰色屏幕，保持清醒和警觉。

MRI 数据分析

运用标准且经过验证的方法对解剖扫描进行皮质重建和数据质量保证。定义了四个额叶 - 顶叶皮质感兴趣区域（ROIs）和五个皮质下 ROIs。对全脑 BOLD 数据进行预处理，包括运动校正、切片时间校正和边界配准等步骤，并进行空间平滑处理。任务 fMRI 数据分析采用单变量一般线性模型（GLM），对比接近和远离人脸试验的 BOLD 时间序列数据，生成对比效应大小（CES）图。进行组水平分析，确定显著激活区域，并通过置换检验校正多重比较。同时，进行基于 ROI 的分析和全脑（顶点和体素层面）比较，以及 2×2 方差分析。静息态功能数据分析则聚焦于顶下皮质的基于种子的功能连接性分析。此外，运用独立样本 t 检验评估个人空间测量的组间差异，采用双向方差分析检验 ROI 平均 BOLD 激活的差异，通过 Pearson 相关分析检验 ROI - 基于任务的 fMRI 测量与个人空间测量之间的相关性，还进行了探索性相关分析，研究 fMRI 测量与临床症状严重程度和功能之间的关系。

研究结果

个人空间测量结果

正如预期，PD 组的平均个人空间大小显著大于 HC 组（t (95)= - 3.155，P = 0.002），且 PD 组个人空间的 “渗透性”（对个人空间侵入的容忍度）显著低于 HC 组（t (95)= 2.770，P = 0.007）。由于个人空间大小和 “渗透性” 呈强负相关，后续分析主要聚焦于个人空间大小。

Looming 范式 fMRI 结果

在测量对接近和远离人脸的 BOLD 反应时，发现在个人空间监测网络的四个主要皮质 ROIs 中，顶下皮质（F (1,190)= 6.684，P = 0.011）和顶上皮质（F (1,190)= 4.004，P = 0.047）存在显著的主效应（接近 > 远离），腹侧前运动皮层和背侧前运动皮层也有类似趋势。但在这些区域未观察到显著的组间效应或组 × 条件交互效应。在皮质下水平，除杏仁核存在组间主效应（HC 组整体反应大于 PD 组）外，其他先验定义的皮质下 ROIs 未发现显著的主效应或交互效应。进一步的亚皮质体素层面分析发现，HC 组海马体和杏仁核存在显著的与远离相关的激活（远离 > 接近），PD 组海马体、边缘纹状体和默认模式纹状体存在显著激活，且这些亚皮质区域的激活模式与皮质区域相反，表现为远离 > 接近激活。

维度关系：Looming 激活与个人空间

PD 组中，个人空间大小与顶下皮质的 Looming 激活（接近 > 远离）呈显著负相关（r = - 0.33，P = 0.044），HC 组则无此相关性。基于 ROI 的分析结果通过全脑回归得到进一步证实和定位，PD 组中最显著的聚类位于左侧顶下皮质。此外，个人空间网络中的其他皮质区域未显示出这种关联。

顶下皮质的功能连接性

顶下皮质在 HC 组和 PD 组中均与其他三个个人空间皮质 ROIs（顶上皮质、背侧和腹侧前运动皮层）存在显著正连接。但在 PD 组中，仅两个区域在聚类校正后仍显著。同时，顶下皮质与先验定义的皮质下 ROIs 在两组中均存在显著负相关（HC 组中与杏仁核除外），且两组中顶下皮质与这些皮质和皮质下区域的连接性无组间差异。此外，两组中皮质和皮质下个人空间网络的功能连接性均显著负相关，且无组间差异。

维度关系：功能连接性与个人空间

在 HC 组中，个人空间大小与顶下 - 腹侧前运动皮层连接性（r = 0.28，P = 0.030）和顶下 - 杏仁核连接性（r = 0.43，P = 0.001）相关；在 PD 组中，个人空间大小与顶下 - 边缘纹状体连接性（r = 0.35，P = 0.034）相关，两组的相关性存在显著差异。

与临床测量的探索性关联

在 PD 组中，个人空间大小与 PANSS 中无序症状的严重程度显著相关（r = 0.36，P = 0.028），主要由概念混乱和注意力不集中两个项目驱动，且与意志障碍项目也相关（r = 0.41，P = 0.012）。在 HC 组中，个人空间大小与社会快感缺失相关（r = - 0.27，P = 0.034），PD 组则无此相关性。此外，PD 组中顶下皮质激活与无序症状严重程度（r = - 0.35，P = 0.036）和意志障碍（r = - 0.33，P = 0.044）显著相关，且这些发现与抗精神病药物剂量和病程无关。

研究结论和讨论

主要发现总结

研究观察了健康个体和精神病患者对接近或远离的人脸图像的大脑反应，发现除了已知的对接近刺激反应更强的皮质个人空间网络外，特定的皮质下区域（如杏仁核、海马体和纹状体的部分区域）对远离刺激有更明显的反应。该研究的核心发现是，在精神病患者组中，个人空间大小与顶下皮质的 Looming 相关激活以及顶下皮质与边缘纹状体的功能连接强度呈负相关；而在健康对照组中，个人空间大小与顶下皮质和腹侧前运动皮层、杏仁核的功能连接相关。这些不同的反应和功能连接模式表明，精神病患者的社交功能障碍（如个人空间需求增加）可以通过特定神经系统的功能和个人空间相关行为进行测量和监测，为量化评估精神疾病提供了潜在的生物学指标。

接近与远离反应偏向

在两组受试者中，皮质个人空间网络主要表现出接近偏向反应，而皮质下区域主要表现出远离偏向反应。皮质个人空间网络的这种反应模式与非人灵长类动物研究结果一致，即关注潜在威胁刺激是该网络的重要功能。而皮质下区域远离偏向反应的功能虽尚不明确，但可能与皮质接近偏向网络的去激活有关，二者可能存在平衡关系。此前研究发现顶下皮质存在接近和远离偏向的 “功能柱”，推测精神病患者个人空间调节异常可能与这些 “功能柱” 之间的通信或整合异常有关，未来可通过高分辨率 fMRI 进一步研究。

个人空间的神经基础

研究发现精神病患者组中个人空间大小与顶下皮质反应幅度存在关联，在健康对照组和全样本中也有较弱体现，表明这种关系可能普遍存在。偏好较大个人空间的个体，其顶下皮质对接近和远离人脸刺激的反应较弱，可能是由于该区域接近偏向神经元在遇到接近的同类时参与度降低，或部分个体中这些神经元慢性过度激活，导致持续的唤醒状态，进而需要更大的个人空间。未来研究可通过测量瞳孔变化和眼动数据等，进一步验证这一模型。

症状相关性

本研究结果与先前研究部分一致，如健康对照组中个人空间大小与社会快感缺失相关。但在精神病患者组中，个人空间大小与无序症状和意志障碍相关，而非此前研究中常见的阴性症状。这可能是因为不同研究中患者样本不同，本研究纳入了更多类型的精神病患者（包括情感性精神病患者），基于 Research Domain Criteria（RDoC）的研究方法，更支持个人空间网络功能变化与跨诊断的个人空间调节异常相关的模型，而非仅与特定疾病（如精神分裂症）相关。

该研究通过对精神病患者和健康对照者的对比研究，揭示了个人空间调节的神经机制，明确了顶下皮质在其中的关键作用，以及个人空间大小与大脑区域活动和功能连接性之间的关系。这不仅为理解精神疾病患者社交功能障碍的神经基础提供了重要依据，也为开发新的治疗方法和干预措施提供了潜在的靶点和客观的生物学指标，有望推动精神疾病治疗领域的发展，改善患者的生活质量和社会功能。