非自杀性自伤行为青少年的脑影像学改变研究进展

梁丽君，何文知，文汧卉，王瑶，陈胡丹，黄国平

1 川北医学院精神卫生学院，四川南充637000；2 绵阳市第三人民医院四川省精神卫生中心心身疾病科

非自杀性自伤（NSSI）行为是指一种不以自杀为目的，刻意地、直接地造成身体伤害，并且不被社会所接受的行为，常见的NSSI 行为有切割、灼伤、刺伤、击打、过度摩擦等［1］。青少年是NSSI行为的高发人群，该行为最常发生在青春期早期（11～15岁）［1-3］。虽然自伤的目的不在自杀，但相关研究表明有NSSI行为的人群自杀风险远高于普通人群，且NSSI 行为也被认为是预测自杀企图的有效因素之一［4］。NSSI 行为常被认为是一种情绪调节的方式，多用于缓解部分的负面情绪［5-6］。青少年处于脑部神经网络发展的特殊时期，情绪问题可能对脑部神经网络的成熟产生更大影响，因此有必要单独研究青少年NSSI 行为的病理生理机制。既往神经生物学研究表明，NSSI 行为的发生可能与额叶、岛叶、杏仁核、扣带回等脑区以及它们之间的相关神经环路有关［7-8］。近年来，磁共振因其具有非侵入性、接受程度高、便于操作等优点，已成为研究精神疾病神经生物学机制的有效手段。本文从脑结构和脑功能的角度对青少年NSSI 行为的神经影像学研究作一综述，为进一步揭示青少年NSSI行为的发生机制提供依据。

1 结构磁共振相关研究

1.1 基于体素的形态学测量（VBM） VBM 是一种以体素为单位进行全脑分析的技术，通过定量测量灰、白质密度或体积改变，能更准确体现细微的脑结构变化。研究表明，在中枢神经系统中，情绪的调节过程是由皮质—边缘系统参与的，其中皮层区域中的前额叶皮层（PFC）参与调节情绪反应，边缘区域中的前扣带回皮质（ACC）参与疼痛的感知、监测冲突和调节边缘情绪反应［9-11］。因此，大部分关于NSSI 行为的神经影像学研究都是在VBM 基础上进行的。

ANDO 等［12］对 29 例 NSSI 青年女性（NSS 组）和21 例健康对照人群（HC 组）进行VBM，发现NSSI 组岛叶和ACC 灰质体积减小，而且有自杀企图史的NSSI组患者ACC 灰质体积进一步减小；并且在使用单因素分析控制NSSI组的诊断后，其结果仍表现为NSSI 组 ACC 灰质体积降低。这与 WHITTLE 等［13］的研究结果一致，同时该研究提出这种体积变化与自杀行为和冲动有关，这项研究也首次证实NSSI和自杀企图之间存在潜在的神经生物学联系。另一项研究表明，有NSSI行为者双侧岛叶皮层和右侧额下回的灰质体积减小，相关分析表明双侧岛叶和右侧灰质体积与情绪调节障碍呈负相关关系，这也为证实NSSI 行为是一种情绪调节手段提供了一定的生物学依据；此外该研究发现，NSSI 行为涉及的脑区变化和成人边缘型人格障碍（BPD）情绪调节的脑区有部分大脑皮层区域是一致的［14］。但另一项以BPD（有/无NSSI）患者与健康对照人群的对比研究表明，其岛叶皮质体积没有显著差异，这可能与样本对象及分析方法的差异有关［15］。这些研究结果说明大脑区域的灰质结构异常与NSSI行为的发生有关，为研究NSSI行为的发生机制提供了重要信息。

1.2 弥散张量成像（DTI） DTI 作为一种独特的磁共振成像方法，可以通过评估水分子在神经组织中的扩散，来检测脑白质束的方向与完整性，主要包括表观扩散系数（ADC）值和部分各向异性（FA）值。DTI 的优势在于可以检测早期大脑白质微结构的完整性［16］。研究表明，NSSI 行为的发生与其 DTI 显示脑白质微结构损伤有关［17］。WESTLUND 等［18］对NSSI 患者行全脑水平DTI，结果显示NSSI 患者钩状束、扣带回、双侧上下纵束、丘脑前部、胼胝体和皮质脊髓束等多条白质束的FA 均降低；控制抑郁症状后，NSSI 患者的NSSI 持续时间越长，其左侧扣带的FA 越低，注意冲动水平越高其左钩状束的FA 越低。这些研究也从侧面说明，NSSI 的发生可能与边缘系统脑白质微结构的完整性有关。

2 功能磁共振相关研究

2.1 静息态功能磁共振（rs-fMRI） rs-fMRI是基于血氧水平依赖（BOLD）的fMRI 成像技术，反映的是脑神经元自发性活动。rs-fMRI 的分析方法主要包括局部一致性（ReHo）、低频振荡振幅（ALFF）、基于感兴趣区分析（ROI）的功能连接（FC）等［19］。WESTLUND 等［20］研究表明，与健康对照人群比较，有NSSI行为的青少年在以杏仁核为种子点进行功能连接分析时，其与前扣带回（ACC）和前额叶运动区的静息态功能连接（RSFC）降低，与角回和颞回的RSFC 增强。一项前瞻性研究表明，在基线状态时与健康对照人群比较，有NSSI 行为的青少年杏仁核-ACC、杏仁核—胼胝体下皮质、杏仁核—扣带旁回，杏仁核—右侧脑岛之间RSFC 显著降低，随后进行为期16 周的心理治疗，治疗后NSSI 频率降低与杏仁核-ACC、杏仁核—脑干/海马旁回的RSFC 增加呈负相关关系，这表明在NSSI行为青少年中以杏仁核为种子点的 RSFC 被改变，特别是在 ACC［21］。CULLEN 等［22］对NSSI 青少年女性和健康对照青少年女性（各18 例）进行RSFC，结果显示NSSI 青少年女性杏仁核与伏隔核存在异常连接，在进行为期8 周的n-乙酰半胱氨酸治疗后，发现其NSSI 频率降低与左侧杏仁核RSFC和右侧前额叶运动区减弱有关，同时也与右侧杏仁核RSFC 和右侧下额叶皮层增强有关；在以伏隔核为种子点进行连接时发现，NSSI 频率降低与右侧伏隔核和左侧上内侧额叶皮质之间RSFC 降低有关。以上研究说明，NSSI 行为青少年存在静息态部分脑网络功能连接的异常。虽然目前相关研究较少，但现有研究提示其在杏仁核和伏隔核回路的RSFC存在异常，特别是杏仁核的功能连接回路可作为NSSI的治疗靶点，这可能成为未来进一步研究的重点方向。

2.2 任务态功能磁共振（ts-fMRI）

2.2.1 自我意识异常 ts-fMRI 是在执行某种检测大脑特定功能的任务时接受fMRI 序列扫描，基于BOLD 水平可检测出特定脑区的活动的一种技术［19］。既往研究报道，在健康青少年中，右前岛叶和背侧前扣带皮层是处理自我相关信息的关键区域［23］。QUEVEDO 等［24］纳入 123 例青少年为研究对象，其中抑郁症36 例、抑郁症合并NSSI 50 例、健康对照37例，分析被试者在自己（直接）或他人（间接，包括母亲、最好的朋友、同学）的视角下对自我特征的认识，同时扫描磁共振并采用基于全脑的分析方法；结果表明，相对于抑郁症和健康对照人群，抑郁症合并NSSI 患者在背侧PFC、楔前叶、PCC、顶上小叶、左/右颞叶边缘结构（杏仁核、海马旁、海马）、梭形和颞中回的所有角度表现出更高的BOLD 信号；而在母亲视角条件下，与基线相比（尽量避免思维活动状态下），抑郁症合并NSSI 患者在杏仁核、海马、海马旁和梭形区也表现出更高的BOLD 信号；这表明NSSI行为可能与自我处理信息异常相关，特别是母亲对患者的自我认识影响巨大，因此对于青少年人群更应该建立与母亲之间的情感联系，可能会有助于减少NSSI 行为的发生。另一项模拟社交互动（告知被试者别人对自己的看法，讨厌或喜欢）的研究显示，在情绪有关的控制区域——背内侧前额叶皮质和膝下前扣带回皮质存在更低程度的激活［25］。这也提示我们人际关系可能是NSSI的触发因素，良好人际关系的建立可能会减少NSSI行为的发生。

2.2.2 奖赏环路异常 研究认为，青少年NSSI 行为患者负责处理奖赏区域的脑区可能存在异常［26］。GROSCHWITZ 等［27］对 28 例青少年抑郁症患者（14例合并NSSI）和15例健康对照者在执行网络球赌博任务时进行研究，结果发现与单纯抑郁症患者相比，合并NSSI的抑郁症患者表现出内侧前额叶皮质、腹外侧前额叶皮质和海马旁回的激活增强等异常信号，这表明有NSSI行为者可能对社会排斥持更消极的态度，更可能对轻度负面经历做出反应，并且在自我参照过程、消极情绪和心理变化有关时可引起PFC 的激活异常。另一项fMRI 相关研究显示，与健康青少年相比，NSSI 青少年在货币激励任务中表现出纹状体、眶额叶（OFC）和杏仁核中的奖赏预期反应激活是减少的［28］。但VEGA等［29］一项针对BPD的研究结果却不尽相同，该研究显示NSSI行为患者在获得意想不到的奖励后，其OFC 的激活增强。造成结果不同的原因可能是当BPD 和NSSI都存在时，奖赏回路的选择存在不同。一项针对NSSI 行为的研究表明，与健康对照人群相比，NSSI 高危组（基于想法但没有自残行为史的青年中）接受奖励后有更明显的双侧壳核激活，表明NSSI行为的想法与神经对奖励的高度敏感有关［30］。以上研究均表明，有NSSI行为的青少年接受奖赏后的脑区活动存在异常。

2.2.3 疼痛回路异常 研究表明，NSSI患者对疼痛刺激的反应存在异常，其与疼痛直接相关的内源性阿片物质水平存在差异，而内源性相关物质的产生与大脑活动息息相关［31］。BONENBERGER等［32］通过电刺激来探测NSSI患者对疼痛的反应，结果表明健康对照人群表现出随着电刺激强度的增加而变化的前岛叶激活，但是在NSSI患者中却表现出前岛叶激活的减弱。以上研究提示，NSSI 行为青少年情绪处理的神经调节可能存在缺陷且与疼痛环路相关。

尽管NSSI 行为青少年的脑影像学研究有了初步进展，但因处理方式及涉及的脑区不同，其研究结果也不尽相同。目前相关研究提示：①NSSI 行为青少年的结构磁共振研究提示其ACC、岛叶、前额叶等皮层厚度异常［12，14］；②在 RSFC 相关的研究表明，NSSI 行为青少年的中前额叶、杏仁核连接改变［20］；③任务态的fMRI 提示NSSI 行为与多条环路异常有关，如自我意识、奖赏环路、疼痛环路等。总的来说，关于NSSI 行为青少年大脑功能活动异常的区域报道较多的是额叶、岛叶、杏仁核和扣带回等脑区，上述脑区互相作用、共同参与情绪处理，这些脑区可能与青少年NSSI 行为的发病有关。但目前关于NSSI行为神经影响的研究多为单一模态的横断面研究，少有队列研究，尚未发现青少年NSSI行为发病的特异性脑区。因此，未来可进行队列研究并通过多模态神经成像方法来发掘导致NSSI 的更具有代表性的脑区，为早期发现及干预NSSI行为提供参考。