进食障碍患者静息态大脑功能连接研究进展

李潇，张岚

(四川大学华西医院 心理卫生中心，四川 成都 610041)

进食障碍(eating disorders, ED)是以进食行为异常为显著特征的一组疾病，主要包括神经性贪食(bulimia nervosa)、神经性厌食(anorexia nervosa)、暴食障碍(binge eating disorders)以及其他特定/未特定的进食障碍[1]。进食障碍疾病的患病率逐年升高，并且是精神科死亡率较高的一类疾病[2]。

进食障碍的病因比较复杂，包括神经生物学以及社会心理学方面的异常等等，二者的交互关系限制了该病治疗的发展[3]。相关的神经影像学研究可以提高我们对ED发病机制的认识，更好地理解这类疾病的神经生物学和临床心理特征之间的相互关系[4]。目前最常用的脑影像学研究技术是功能磁共振成像(functional magnectic resonance imaging, fMRI)，它可以测量大脑在活动期间局部脑血流的变化以及随之产生的脱氧血红蛋白的水平，通过不同脑区之间的血氧水平依赖性信号测量神经活动的时间相关性，因此又称为血氧水平依赖性fMRI[4- 5]。以前很多脑影像学研究都集中于探索在执行特定的任务期间，进食障碍患者大脑的活动状态，但是即使是在静息状态下，大脑也处于一定的同步活动状态。目前，越来越多的研究已经开始探索静息状态下大脑各区域的相互作用和连接，静息状态功能连接分析评估了当受试者清醒但处于休息状态时大脑各区域之间的同步活动[6]。在fMRI中，大脑功能连接状态可以通过比较体素或感兴趣区域之间的相关性以及构建大脑的功能活动网络来进行测量。

本文作者主要对神经性厌食症和神经性贪食症患者大脑静息态功能连接改变的研究进展作一综述。

1 神经性厌食症

神经性厌食症的主要特征是体像障碍，对体重和体形的过分关注以及对体重增加的强烈恐惧，从而导致严格的饮食限制和体重显著下降[1]。神经性厌食症的治愈率很低，约1/4的患者会转为慢性病程[7]。

一项针对未经药物治疗的青少年非典型神经性厌食症患者的大脑功能连接研究发现，与正常对照组相比，神经性厌食症患者参与面部信息处理和社会认知的脑区功能连接减弱，这些脑区包括左侧壳核、左侧枕部梭状回以及小脑，而涉及感官刺激、审美判断和对社会排斥焦虑的脑区功能连接增强，这些脑区包括右侧颞下回、左侧顶上小叶以及枕叶外侧皮质[8]。Ehrlich等[5]通过使用基于脑网络的统计分析方法发现急性期神经性厌食症患者皮层下脑区之间的功能连接减弱,主要包括杏仁核、下丘脑、梭状回、双侧壳核以及后脑岛等区域，这些脑区功能连接的改变可能跟神经性厌食症患者内感受和疼痛处理过程异常有关。另一项研究发现，未经过药物治疗的急性期神经性厌食症患者角回与额- 顶叶网络、前脑岛与默认网络之间的功能连接增强,可能与神经性厌食症患者过度的认知控制及对自身身体的过分关注有关[9]。在疾病期，由于限制性进食行为，神经性厌食症患者通常体重明显低于正常水平，Biezonski等[10]的研究发现，体重不足的神经性厌食症患者丘脑中部内侧以及双侧背外侧前额皮层的功能连接增强，而丘脑前部与左侧前额皮层功能连接减弱，丘脑- 额叶静息态功能连接的改变与神经性厌食症患者工作记忆和认知控制能力受损有关。一篇针对神经性厌食症患者神经影像学的纵向研究发现，体重不足的厌食症患者左侧伏隔核和左侧眶额皮质之间的功能连接增强，但在体重恢复后，神经性厌食症患者伏隔核- 眶额皮质之间的功能连接与正常对照组比较未见明显差异。该区域的静息态功能连接改变可能跟厌食症患者奖赏处理过程及决策能力受损有关[11]。Haynos等[12]对19例限制型的神经性厌食症患者静息态大脑功能连接研究同样发现，进食障碍患者在涉及奖赏处理的脑区静息态功能连接发生了改变，还发现参与习惯学习的脑区静息态功能连接也发生了改变。他们发现神经性厌食症患者的伏隔核与额上回之间、腹侧尾状核与眶额皮质之间以及背侧尾状核与额颞叶和基底节区域之间的功能连接减弱，但未发现有功能连接增强的脑区。Scaife等[13]通过对12例限制型神经性厌食症患者及14例疾病恢复后的限制型神经性厌食症患者的研究发现，在厌食症急性期外侧视觉网络的功能连接减少，即使在体重恢复后这一改变仍然存在。外侧视觉网络包括枕叶、枕颞交界处以及顶上小叶等，主要参与视觉及视觉空间注意的过程，与进食障碍患者身体图像处理过程有关。因此，该网络静息态功能连接的改变可能与神经性厌食症患者对自我身体形象感知的异常有关。该研究还发现听觉网络的功能连接也减弱，主要包括中央前回、中央后回以及脑岛等区域，中央前回及后回分别对应主要的运动及躯体感觉运动区域，表明厌食症患者的躯体感觉运动反应下降；而脑岛的功能连接改变可能与神经性厌食症患者的食欲调节、味觉信息处理和疼痛敏感性等功能存在异常有关。一项针对25例未经药物治疗的神经性厌食症患者的纵向研究[14]显示，使用基于种子点的功能连接分析方法发现厌食症患者在体重不足状态下，左侧伏隔核与左内侧眶额皮质的功能连接增强，而且这一改变在限制型与暴食清除型患者中未发现明显差异，与先前Cha等[11]的研究结果相一致，他们还发现神经性厌食症患者突显网络与左侧执行控制网络之间的功能连接减弱，而且这些改变即使在体重恢复后仍然存在。突显网络和执行控制网络主要参与注意过程、工作记忆和以目标为导向的决策行为，这些网络静息态功能连接的改变可能与神经性厌食症患者在这些方面的能力受损有关。

上述研究结果提示，在静息状态下神经性厌食症患者的大脑功能连接发生了改变，而且这些改变跟厌食症患者临床特征密切相关。

2 神经性贪食症

神经性贪食症是以反复发作的暴食以及对进食行为的失控为特征的一类进食障碍。该病患者通常会通过一系列的代偿行为，如催吐、使用泻药、过度运动等来防止体重增加[1]。该病好发于青年女性，常常会导致严重的并发症，造成身体各器官及系统的损害[15- 16]。目前，神经性贪食症的神经生物学机制尚不清楚。已有的脑影像学研究发现负责处理奖励、情绪和认知控制的脑区在进食障碍的发生和进展中起着至关重要的作用[17]。在静息状态下，神经性贪食症患者的某些脑区的功能连接也发生了改变。

一项研究使用基于种子点的功能连接分析方法发现，与正常对照组相比，神经性贪食症患者的背侧前扣带回与其余脑区的功能连接未见明显差异，而该研究使用独立成分分析的方法发现，神经性贪食症患者突显网络的背侧前扣带回功能连接减弱，默认模式网络的背内侧前额叶皮层以及腹内侧前额叶皮层的功能连接增强，但在执行网络中神经性贪食症患者的静息态功能连接未发现明显差异[17]。一项针对33例青少年女性神经性贪食症患者的研究发现，神经性贪食症患者腹侧注意网络和默认模式网络之间的静息态功能连接增强，并且发现上述脑网络之间功能连接的改变与神经性贪食症患者对自身体重或体形的过分关注以及暴食或催吐的频率有关[18]。注意网络由腹侧注意网络和背侧注意网络两部分组成：腹侧注意网络可以识别显著的或新的环境刺激，通常在注意定向或重定向过程中被激活，包括腹外侧前额叶皮层和颞顶叶交界处在内的区域。背侧注意网络由两个大脑半球中与顶内沟和额叶眼动区相邻的脑回组成，在参与随意注意相关的任务中被激活[19]。另一项针对16例未经药物治疗的女性神经性贪食症患者的研究发现，神经性贪食症患者躯体感觉网络的静息态功能连接减弱，后扣带皮层、右侧枕中回及右侧楔叶的静息态功能连接减弱。躯体感觉网络静息态功能连接的改变可能与进食障碍患者对自身身体图像的感知异常有关[20]。Amianto等[21]对12例女性限制性神经性厌食症患者及12例神经性贪食症患者的研究发现，与健康对照组相比，神经性贪食症患者表现出小脑内在连接网络的功能连接增强，包括小脑蚓部、副蚓部以及左侧脑岛等区域，而与顶叶的功能连接减弱，这与神经性厌食症患者的功能连接改变相似。但是与神经性厌食症患者相比，神经性贪食症患者小脑外侧半球区域、前扣带皮层以及楔前叶的内在功能连接增强，而脑岛的功能连接减弱。小脑参与多种内脏功能的调节，包括对进食行为的控制。小脑还和下丘脑一起构成了小脑- 下丘脑回路，这一回路参与调节食物摄入以及饱足感[22]。小脑内在连接网络静息态功能连接的改变，可能与进食障碍的发生发展密切相关。国内也有一些研究开始探索神经性贪食症患者静息态大脑功能连接的改变。一篇针对中国女性神经性贪食症患者的脑影像学研究[23]发现，神经性贪食症患者初级感觉运动区及单峰视觉联想区域的功能连接增强，而皮质下区域(包括纹状体、丘脑)、边缘区(包括杏仁核、海马)以及边缘旁区(包括眶额皮质、海马旁回)的功能连接减弱，这些区域内在功能连接状态的改变与神经性贪食症患者的瘦身倾向和身体质量指数显著相关。另一项对未经药物治疗的中国成年女性神经性贪食症患者的研究[24]发现，神经性贪食症患者额叶- 纹状体回路之间的功能连接减弱。额叶- 纹状体回路参与自我调节、奖赏处理以及基于奖赏和习惯的学习，因此，该回路的异常连接可能与神经性贪食症患者的暴食及清除行为有关[25]。

尽管所有的研究结果并不完全一致，但均提示ED患者的静息态大脑功能连接发生了改变，这些改变可能是导致罹患ED这一疾病的重要病理生理学机制。然而目前大多数研究为横断面研究，无法推断这些改变究竟是导致ED的病因之一，还是因为长期的暴食清除行为导致了大脑功能的改变。因此，仍然需要大样本、重复的纵向研究来验证静息态大脑功能连接变化与ED发病之间的因果关系。