青少年固有功能连接与外侧前额叶递质（r-氨基丁酸和谷氨酸）的关联及其与内化心理病理的关系
Intrinsic Functional Connectivity Associated with γ‑Aminobutyric Acid and Glutamate/Glutamine in the Lateral Prefrontal Cortex and Internalizing Psychopathology in Adolescents
Kai Wang (王凯)1,2,3 • Harry R. Smolker3,5 • Mark S. Brown6 • Hannah R. Snyder7 • Yu Cheng (成煜)1,2 • Benjamin L. Hankin8 • Marie T. Banich3,4
1华南师范大学心理学院“儿童青少年阅读与发展”教育部哲学社会科学实验室，广州 510631，中国
2华南师范大学心理学系， 广州510631，中国
3美国科罗拉多大学博尔德校区认知科学研究所，科罗拉多州 80309‑0344，美国
4美国科罗拉多大学博尔德校区心理与神经科学系，科罗拉多州 80309‑0345，美国
5美国科罗拉多大学博尔德校区行为遗传研究所，科罗拉多州 80303，美国
6美国科罗拉多大学安舒茨医学院放射系，科罗拉多州 80045，美国
7美国布兰迪斯大学心理学系，马萨诸塞州 02453，美国
8伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校心理学系，伊利诺伊州 61820，美国
第一作者：Kai Wang（王凯）
通讯作者：M. T. Banich、Kai Wang（王凯）
已知人脑的主要的（兴奋性和抑制性）神经递质的浓度存在个体差异。有理论指出，青少年时期外侧前额叶兴奋和抑制性的发育，对于个体高级认知功能以及心理健康的发展至关重要。但目前的实证研究较为缺乏。本研究假设，在宏观尺度上，在青少年这一关键发展期，个体背外侧和腹外侧前额叶主要的兴奋性和抑制性神经递质（谷氨酸/谷氨酰胺，r-氨基丁酸[GABA]）浓度，与个体的功能连接模式相关联，并且这部分功能连接指标具有心理病理学意义。
神经递质浓度通过磁共振光学成像（MRS）测得，而功能连接由静息态功能核磁共振成像（fMRI）测得。除了两种神经递质的浓度指标以外，神经递质的分析指标还包括了两者的比值，以及两者的均值。被试为121名美国丹佛地区的平均年龄17.2岁的青少年。功能连接分析兼顾了基于种子点（以背外侧和腹外侧前额叶为种子点）的分析和网络分析（按照Yeo et al., 2011定义17个功能网络；指标包括网络空间构成，以及网络间时间序列关系）。
研究人员对结果进行了严格的多重比较矫正，即分别在体素级别和团簇级别进行FWE矫正，并把两种矫正均显著的结果作为最终结果（图1）。结果发现，（功能链接）与递质浓度相关联的脑区/网络，具有两个突出的特点：1. 这些区域与前额脑区存在着（白质）结构连接，并且该结构连接在青少年期间发展迅速（如上纵束、弓形束，和扣带回神经束等）；2. 这些区域位于功能网络的边缘。而且，这些功能连接中的一些，可以预测个体的内化心理病理学指标（图2；包括一般内化症状因子分数，正情绪缺失和焦虑唤醒）。
这些结果提示，青少年时期，外侧前额叶的主要神经递质的发展变化，通过此时快速发展的白质连接，可能在多个方面促进了大尺度功能网络的成型。这种发展机制具有重要的脑功能意义，其影响延伸至心理健康方面。这些发现有助于在宏观尺度上理解大脑的功能组织的神经化学机制，这些机制在青少年时期的发展规律，及其与心理病理学的关系。
图1外侧前额叶神经递质浓度与功能链接的关联。黄色区域的结果为功能连接与递质指标成正比。青色区域为功能连接与递质指标成反比。大脑的背景着色为Yeo et al., 2011定义17个功能网络。彩色方框标识的结果与心理病理学指标相关联。LPA=正情绪缺失。AA=焦虑唤醒。CI=一般内化症状因子。1. 基于种子点的功能链接与递质浓度的关联。第一列为递质指标。第二列为种子点。第三列为体素级的多重比较矫正的结果。第四列为团簇级多重比较矫正的结果。2. 递质浓度与功能网络（Yeo et al., 2011定义）空间构成的关联。第二列为所涉及的网络。3. 递质浓度与网络间（时间序列）关系的关联。
图2与外侧前额叶递质相关联的功能连接可预测心理病理学指标。这些功能链接在（图1）中以彩色方框标识。心理病理学指标分别为，A 一般内化症状因子；B 正向情绪缺失；C 焦虑唤醒
关键词：功能连接；谷氨酰胺；γ-氨基丁酸；磁共振光学成像；静息态fMRI；精神病理学
文章链接：https://url.scnu.edu.cn/record/view/index.html?key=9f78ab7712d52f46371bd050dde443e9