第一部分:精神分裂症静息态脑血流及血流连接的改变【目的】样本量小和个体差异大是导致精神分裂症静息态脑血流(CBF)研究结果不一致的主要原因。精神分裂症的CBF连接改变亦不是十分清楚。在本研究中,我们试图阐明以下问题:(1)精神分裂症患者的CBF改变模式;(2)CBF改变与临床指标的关系;(3)精神分裂症患者存在CBF改变的脑区是否也有CBF连接的改变。【方法】利用三维伪连续动脉自旋标记(3D-pcASL)成像技术测量100例精神分裂症患者和94例正常对照的静息态CBF,并使用标准化CBF减小个体变异。我们比较两组受试者CBF的差异,并在患者中评估CBF改变和临床指标的相关性。并且,我们还比较了存在局部CBF改变脑区的CBF连接的组间差异。【结果】和正常对照相比,精神分裂症患者双侧颞下回、双侧丘脑、双侧壳核CBF增高,左侧岛叶、左侧额中回、双侧前扣带皮层、双侧枕中回CBF减低。校正灰质体积以后,精神分裂症患者CBF的改变仍然显著。在精神分裂症患者中,CBF改变和临床指标存在显著的相关性。更重要的是,我们发现精神分裂症患者左侧丘脑和右侧额上回内侧部、左侧岛叶和左侧中央前回的CBF连接减低。【结论】我们的发现提示精神分裂症患者不仅存在局部CBF的异常,还存在CBF连接的改变,这些改变可能是精神分裂症临床症状的神经机制。第二部分:基于扩散峰度成像的精神分裂症脑白质损害研究【目的】扩散峰度成像(DKI)技术是传统扩散张量成像(DTI)技术的延伸,该技术在探索神经组织发育性或病理性改变时具有更高的敏感度和特异度。在本研究中,我们试图评估DKI和DTI技术在探索精神分裂症脑白质异常中的能力及差异。【方法】首先对94例精神分裂症患者和91例正常对照行DKI和DTI图像数据采集。评估脑白质完整性的指标包括:DKI数据解算得到部分各项异性(FA)、平均扩散率(MD)、轴向扩散率(AD)、径向扩散率(RD)、平均峰度值(MK)、轴向峰度值(AK)、径向峰度值(RK);DTI数据解算得到FA、MD、AD、RD。利用基于纤维束的空间统计(TBSS)方法比较11个指标的组间差异。【结果】DKI指标发现精神分裂症白质损害的敏感性(异常体素数/全脑白质骨架体素总数)分别为:RD(37%)>MK(34%)>FA(24%)>MD(21%)>AK(20%)>RK(3%);DTI指标发现精神分裂症白质损害的敏感性分别为:RD(43%)>FA(30%)>MD(21%)。DKI扩散指标(RD、FA和MD)可以更敏感地探测到纤维排布一致的白质区(胼胝体和内囊前肢)异常,而DKI峰度指标(MK和AK)可以更敏感地探测到纤维排布复杂的白质区(皮层下白质和放射冠)异常。并且,精神分裂症MK的减低主要是由AK的减低引起,提示轴突受损,而FA的减低主要是由RD的增高引起,提示髓鞘损害。【结论】这些发现提示DKI扩散指标及峰度指标在探测精神分裂症脑白质损害时可以提供互补的信息,因而联合应用多指标更易于揭示精神分裂症的脑白质病理损害机制。第三部分:家族型和散发型精神分裂症静息态脑功能网络研究【目的】既往的研究发现家族型和散发型精神分裂症患者的临床症状和脑结构有明显差异,但是两种亚型患者的脑功能差异却不是十分清楚。在本研究中,我们试图探究家族型和散发型精神分裂症患者的静息态脑功能网络损害特征。【方法】我们采集26例家族型精神分裂症患者、26例散发型精神分裂症患者和26例正常对照的静息态功能磁功能成像(fMRI)数据。然后用图论的方法构建全脑功能网络,并比较三组被试脑功能网络拓扑属性(包括全局指标、节点指标和边指标)的差异。【结果】我们发现三组被试的脑功能网络都满足典型的小世界网络拓扑属性。在全局水平,只有家族性精神分裂症患者的聚类系数、小世界性、局部效率下降,提示该亚型患者的脑功能网络向随机化转变。在局部水平,家族型和散发型精神分裂症患者有不同特异性神经环路的损害,包括全脑广泛分布的节点中心性增高或减低及功能连接强度减低。并且,有些网络指标的改变与精神症状的严重程度有显著的相关性。【结论】这些发现提示家族型和散发型精神分裂症患者的脑功能网络拓扑结构损害存在不同的模式,而这可能是由于病因的不同所致。第四部分:精神分裂症妄想症状的神经机制研究【目的】妄想是精神分裂症的主要阳性症状之一,但妄想的神经机制仍然不是十分清楚。在本研究中,我们试图用多模态MRI技术探究精神分裂症妄想症状的神经机制。【方法】我们采集了19例妄想型精神分裂症患者、30例无妄想型患者和30例正常对照的扩散、结构和灌注MRI数据。然后,用基于体素的分析方法比较部分各向异性(FA)、灰质体积(GMV)和CBF的组间差异。【结果】和正常对照相比,无妄想型精神分裂症患者存在广泛白质区FA和灰质区GMV的减低;而妄想型精神分裂症患者的FA和GMV相比于正常对照无显著差异。相比于正常对照,两种亚型精神分裂症患者在前扣带皮层和杏仁核表现出一致性的GMV减低,在额中回和岛叶表现出一致性的CBF减低,在右侧楔前叶表现出一致性的CBF增高。更重要的是,我们发现妄想型精神分裂症患者前扣带皮层的CBF相比于无妄想型患者进一步减低。【结论】这些发现提示妄想型精神分裂症患者可能具有相对正常的脑结构。此外,精神分裂症患者前扣带皮层血流灌注的过度减低可能与妄想症状的产生密切相关。第五部分:精神分裂症言语性幻听的特异性脑血流改变【目的】既往研究发现言语性幻听(AVH)的产生与听觉/语言相关网络的异常密切相关。但是,精神分裂症言语性幻听的特异性CBF改变却不是十分清楚。在本研究中,我们试图在精神分裂症患者中探究与言语性幻听症状相关的CBF改变。【方法】我们采集了35例言语性幻听型精神分裂症患者、41例无幻听型患者和50例正常对照的ASL-MRI数据。然后使用基于体素的分析方法比较三组受试者CBF的差异。【结果】和正常对照相比,两种亚型精神分裂症患者在双侧枕叶皮层、左外侧前额叶皮层、左侧岛叶以及右侧前扣带皮层有一致性的CBF减低,在双侧外侧颞叶皮层、双侧壳核、左侧中扣带皮层以及右侧丘脑有一致性的CBF增高,这些一致性的CBF改变被定义为精神分裂症共同的CBF改变。和无幻听型患者以及正常对照相比,言语性幻听型患者双侧枕叶皮层和左侧顶叶皮层CBF减低,右侧颞上回和右侧尾状核CBF增高,这些CBF的改变被定义为言语性幻听特异性CBF改变。【结论】言语性幻听存在特异性CBF改变,即听觉区和纹状体区CBF增高,视觉区和顶叶皮层CBF减低,该发现提示CBF的再分布与精神分裂症言语性幻听症状密切相关。