人类大脑内侧丘脑和前额皮质之间连接的成像。图片来源：Mengxing Liu/塔夫茨大学
研究人员通过测量执行不确定任务时大脑皮层和丘脑之间的脑细胞活动，找到了一种诊断精神分裂症的潜在工具。
精神分裂症患者在根据相互矛盾的信息做出决定时会表现出不同的神经模式，这一发现可能有助于监测治疗效果。
通过大脑沟通了解精神分裂症几十年来，科学家们已经认识到，典型的精神分裂症症状（如妄下结论或难以适应新信息）源于大脑皮层和丘脑之间的沟通问题，丘脑通常被称为大脑的“中央总机”。美国塔夫茨大学医学院和范德堡大学医学院的研究人员最近对此进行了进一步探索，测量了参与者完成模糊任务时这些区域之间的脑细胞活动。他们的研究结果表明，一个人对不确定性的敏感性可以作为精神分裂症的潜在诊断工具。
这项研究于11 月 7 日发表在《细胞报告医学》上，表明精神分裂症患者在根据相互矛盾的信息做出决定时会表现出不同的神经模式。这一突破提供了首批识别僵化思维的生物测试之一，通过追踪这些神经模式的变化，它还提供了一种评估治疗效果的有希望的方法。
寻找执行功能障碍的生物标志物“我们的目标是找到精神分裂症患者执行功能障碍的生物标记，这种标记只有在患者面临不确定的任务时才会出现，”塔夫茨大学医学院神经科学和精神病学副教授、医师科学家迈克尔·哈拉萨 (Michael Halassa) 表示，他与范德堡大学医学院神经心理学家尼尔·伍德沃德 (Neil Woodward) 共同领导了这项研究。“作为人类，我们总是做出本质上具有层次性的决策——这意味着我们经常需要考虑不同层次的错误信息——但这在精神分裂症患者身上却行不通，下面是我们可以开始衡量这一属性的方法。”
大脑如何对相关信息进行“投票”在进化过程中，人类大脑已经发展出在做决定时“投票”哪些信息最相关的方法。例如，如果你去你最喜欢的餐馆，但饭菜的质量不如你预期，你可能会认为厨师不在或今晚心情不好，但这并不会阻止你再来。相比之下，患有精神分裂症的人可能无法考虑过去 20 或 30 次光顾很棒的证据，并且不再想回到这家餐馆。
动物研究表明，这种行为是由前脑中帮助动物理解复杂输入的部分（背外侧前额叶皮层）与与冲突解决和决策相关的皮层下区域（丘脑内侧）接口的缺陷引起的。根据动物数据，研究小组开发了一系列认知和成像测试，以更好地了解人类的这种神经回路，从而为患者建立更准确的诊断。
神经模式的研究设计和观察科学家要求大约 40 名研究参与者（包括神经正常者和精神分裂症患者）根据一系列可产生或多或少冲突的线索正确选择目标位置。对于健康人来说，即使冲突很激烈，表现也非常好。当冲突很少时，精神分裂症患者的行为与对照组相似，但当冲突程度被对照组很好地容忍时，他们会犯更多的错误。
对感官噪音的敏感性增加“从行为上看，患者对感官噪音的敏感性增加，因此精神分裂症患者在事情变得更加模糊时表现不佳，”范德堡大学精神病学和行为科学研究助理教授、该研究的共同第一作者安娜·黄 (Anna Huang) 说道：“这些结果与我们可以通过大脑活动读数捕捉到的丘脑和额叶皮质缺陷相关，可以预测一个人在感知和记忆任务中处理矛盾信息的能力。”
研究人员计划通过复制这些方法，让更多受试者接受脑部扫描，以验证他们的发现，因为这些受试者正在处理模糊线索。他们还计划对受试者进行分层任务，类似于上面的餐厅示例。这项研究是 Halassa 实验室正在实施的一项更广泛的研究计划的一部分，该计划旨在将神经活动与可用于临床治疗的数据联系起来。
参与这项研究的还有神经科学研究助理教授兼共同第一作者 Ralf Wimmer、塔夫茨大学医学院博士后研究员 Norman Lam，以及塔夫茨大学医学院和塔夫茨大学生物医学科学研究生院 MD/PhD 医学科学家培训项目的学生 Sahil Suresh。
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参考文献：“精神分裂症患者冲突相关执行功能障碍的前额丘脑皮质读数”2024 年 11 月 7 日，Cell Reports Medicine。DOI：10.1016/j.xcrm.2024.101802
来源：塔夫茨大学
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