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精神疾病預測:或可從神經影像學入手

 lsjtg 2016-03-07

衰減或短暫的精神病癥狀和功能明顯下降是精神病發(fā)病前高風險階段的表現(xiàn)。出現(xiàn)這類癥狀的人群中大約有 1/3 會在三年內發(fā)展為精神病,且發(fā)病率要比普通人高 400 倍;2/3 未發(fā)展為精神病的人中,約有一半人精神病癥狀還會持續(xù),并且可能會伴有焦慮和抑郁的發(fā)生,另一半人會在臨床干預下恢復正常。


實驗已證實:對于精神病高危人群進行藥理學和心理學有效干預,可以降低精神病發(fā)病率,這些干預措施包括:低劑量的抗精神病藥、抗抑郁藥、ω-3- 脂肪酸和認知行為療法。


有神經影像學調查發(fā)現(xiàn),發(fā)展為精神病的高危人群,其大腦結構、功能、生物化學等方面與未發(fā)展為精神病的高危人群有明顯差異。 


那么神經影像學改變是否有助于精神病發(fā)病的預測?目前在應用方面還存在哪些問題?基于此方面,英國倫敦國王學院 McGuire 教授做了一項綜述,結果于 2015 年 10 月 28 日在線發(fā)表于柳葉刀精神病學雜志上。


高危群體的神經影像學


影像學顯示,高危人群中發(fā)展為精神病的和未發(fā)展為精神病的人存在顯著差異(圖 1)。                                                          


圖 1 精神病的高危人群 A 為內側顳葉體積變?。S色區(qū)域);B 為在額顳葉纖維束的白質完整性降低(紅色區(qū)域);C 為內側顳葉,前額葉和中腦活動增加(黃色區(qū)域);D 為皮層下多巴胺功能增強(紅色區(qū)域)


兩個亞組內側顳葉、腦島和前扣帶皮層的灰質體積不同;在認知測試時,內側顳葉皮質、前額葉皮質、中腦的反應度也不同;靜息時,內側顳葉血容量和白質中纖維束的完整性都表現(xiàn)出了差異。


另外,發(fā)展為精神病的亞組表現(xiàn)出突觸前膜多巴胺合成增加,紋狀體谷氨酸濃度增加。所以,精神病的發(fā)展與內側顳葉、前額葉體積進行性減少、白質完整性和皮層下多巴胺功能亢進有關。


以上這些影像學表現(xiàn)或可預測高危人群的發(fā)展結局。但值得注意的是這些研究都是基于小樣本,所以結果還存在局限性。并且對于影像學和神經生物學相關性研究尚缺乏。McGuire 教授說,今后的研究應從人口學評估、環(huán)境、臨床、認知、基因和多樣影像學檢查入手去預測精神病的發(fā)生。


學習 SVM  處理影像學資料


臨床上,對于病人個體化管理需要從病人具體實際問題出發(fā)。另外,高危人群隨后未發(fā)展為精神病和發(fā)展為精神病的人,神經影像學變量的分布值常會重疊。比如:發(fā)展為精神病的高危人左側海馬旁灰質體積就比未發(fā)展為精神病的人小。這給臨床醫(yī)師做出診斷及制定預防措施帶來了極大困擾。


而解決這些問題的一種辦法就是使用多變量機器學習法,進行個體水平的統(tǒng)計推斷。McGuire 教授介紹了一種監(jiān)督式學習的方法:支持向量機(SVM)。SVM 是一種多元模式識別算法,運用數(shù)據(jù)(如 MRI 數(shù)據(jù))制定決策以此來判斷該個體屬于預先定義的哪一組,圖 2 所示,使用 SVM,用神經影像學數(shù)據(jù)對人群分 
圖 2 將已知數(shù)據(jù)進行分類,然后可以將人群分組


有報道稱,用此法可以將輕度認知損害是阿爾茨海默病的高危風險表現(xiàn)的報告準確度提高至 72%–100%,當然目前也有應用于精神障礙高危因素的評價上面。


McGuire 教授說:將臨床評估數(shù)據(jù)和 SVM 結合起來對于識別高危人群大有裨益。但是同樣,這些研究樣本量太少,并且大多數(shù)并沒有兩獨立樣本研究,或許多中心臨床試驗可以解決這個問題。


SVM 的一個最大特點是可以應用于不同的神經影像學資料,但是用 SVM 分析影像學資料測量高危人群有待進一步研究。


大腦部分區(qū)域之間聯(lián)系破壞被認為是精神病的一個關鍵點,發(fā)展為精神病和未發(fā)展為精神病的高危群體中這種現(xiàn)象可能也有差異,所以,測量組織器官之間的聯(lián)系可能對于 SVM 來說也是一個特別有用的輸入特征。


需要指出的一點是,神經影像學對于高危群體的恢復所起到的作用已被證實,但是,SVM 預測緩解的能力還未被研究。當然,臨床也可以通過功能水平和癥狀的嚴重程度來預測事件結局。


多法結合 預測精神病發(fā)生


如果神經影像學方法能預測高危人群的發(fā)展結局,那么下一步就是結合其他方法系統(tǒng)的應用于臨床實踐(圖 3)。


圖 3 預測高危人群法:神經影像學,人口學,臨床,認知功能,基因


但是預測結果不一定對臨床有用, 它應基于對臨床決策的改變,同時也要考慮其可行性。比如皮層下多巴胺功能的 PET 掃描可以很好預測精神病風險,但是其高昂的成本使其難以在臨床上推廣。


而成本較低且易獲得的資料更適合于臨床應用,比如血液檢查。由于 MRI 的經濟實用,使得輕度認知障礙預測發(fā)展為癡呆變得可行。


精神科之惆悵


盡管影像學為精神病 - 病理生理學機制的研究提供了許多有效信息,但是這些成果很少能用于臨床,生物學方法幾乎對精神病的評價沒什么作用。


而在其他學科,使用臨床和生物學方法能比較快的對疾病高危因素進行預估,結果也能被用于臨床決策。對于精神科而言,不僅是沒有好的測試手段,而且對于部分研究者來說,他們不愿接受神經生物模型。種種原因使精神病的病因、預防和治療的研究變得緩慢。


結論


綜上,McGuire 教授談道,神經影像學表現(xiàn)對于精神病高危人群的發(fā)展結局有預測作用,對于這些成果的臨床應用乃是重頭戲。



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編輯:李娜

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