Abnormales Ruhen

BMC Psychiatry Band 22, Artikelnummer: 742 (2022) Diesen Artikel zitieren

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Details zu den Metriken

Die Funktion der Insula wird aufgrund ihrer Rolle bei der affektiven Verarbeitung und Regulierung von Angstzuständen und ihrer weitreichenden Wechselwirkungen mit dem klassischen kortiko-striato-thalamo-kortikalen Schaltkreis zunehmend in Neuroschaltkreismodellen von Zwangsstörungen (OCD) erwähnt. Die funktionellen Konnektivitätsmuster im Ruhezustand der Insel bei Zwangsstörungen bleiben jedoch unklar. Daher wollten wir charakteristische intrinsische Konnektivitätsveränderungen der Insula bei Zwangsstörungen und deren Zusammenhang mit klinischen Merkmalen untersuchen.

Wir haben Daten zur funktionellen Magnetresonanztomographie im Ruhezustand von 85 drogenfreien Zwangsstörungspatienten und 85 gesunden Kontrollpersonen (HCs) gleichen Alters und Geschlechts erhalten. Wir führten ein allgemeines lineares Modell durch, um die Karten der intrinsischen funktionellen Konnektivität des gesamten Gehirns der bilateralen Insula zwischen der OCD- und der HC-Gruppe zu vergleichen. Darüber hinaus haben wir den Zusammenhang zwischen den intrinsischen Veränderungen der funktionellen Konnektivität der Insula und klinischen Merkmalen mithilfe der Pearson- oder Spearman-Korrelationsanalyse weiter untersucht.

Im Vergleich zu HCs zeigten Patienten mit Zwangsstörungen eine erhöhte intrinsische Konnektivität zwischen der bilateralen Insula und dem bilateralen Precuneus-Gyrus, die sich bis zum unteren Parietallappen und dem ergänzenden motorischen Bereich erstreckte. Eine verringerte intrinsische Konnektivität wurde nur bei OCD-Patienten im Vergleich zu HC-Patienten zwischen der rechten Insula und dem bilateralen Gyrus lingualis gefunden, was negativ mit der Schwere der Depressionssymptome in der OCD-Gruppe korrelierte.

In der aktuellen Studie haben wir eine beeinträchtigte intrinsische Konnektivität der Insel bei Patienten mit Zwangsstörung und die Dyskonnektivität der rechten Insula und des bilateralen Gyrus lingualis identifiziert, die mit dem depressiven Schweregrad von Patienten mit Zwangsstörung verbunden sind. Diese Ergebnisse liefern bildgebende Beweise für die Beteiligung der Insula bei Zwangsstörungen und legen ihre mögliche Rolle bei den depressiven Symptomen von Zwangsstörungen nahe.

Peer-Review-Berichte

Zwangsstörung (OCD) ist eine schwere und behindernde psychische Störung, die durch die Besessenheit von wiederkehrenden, unerwünschten und aufdringlichen Gedanken, Bildern oder Trieben (Obsessionen) und sich übermäßig wiederholenden rituellen Verhaltensweisen oder mentalen Handlungen gekennzeichnet ist, zu denen sich der Einzelne als Reaktion auf Obsessionen gezwungen fühlt nach starren Regeln oder um ein Gefühl der Vollständigkeit zu erreichen (Zwänge) [1, 2]. Die Intoleranz gegenüber Unsicherheit wurde als zentraler psychologischer Mechanismus von Zwangsstörungen erkannt, insbesondere im Zusammenhang mit Kontroll- und Wiederholungszwängen [3]. Sie betrifft 2,4 % der Gesamtbevölkerung in China und führt zu einer erheblichen gesundheitsökonomischen Belastung für betroffene Einzelpersonen, Familien und die Gesellschaft insgesamt [4, 5].

Zusätzlich zum klassischen frontal-striatalen Schaltkreis wurden limbische oder affektive Verarbeitungsregionen wie Amygdala, Insula und Hippocampus und deren funktionelles Netzwerk mit dem klassischen Schaltkreis zum Neuroimaging-Modell der Zwangsstörung hinzugefügt [6,7,8]. Im Vergleich zu anderen emotionsbezogenen Hirnregionen fehlen bildgebende Untersuchungen der Insula bei Patienten mit Zwangsstörungen, obwohl die Insula möglicherweise eng mit aversiven oder unangenehmen Empfindungen [9], übermäßiger Risikoaversion [10] und Intoleranz gegenüber Unsicherheit [11] verbunden ist. 12] bei Zwangsstörungspatienten. Frühere Studien haben darauf hingewiesen, dass die beeinträchtigte affektive Verarbeitung und die gestörte emotionale Regulation bei Zwangsstörungen mit einer Funktionsstörung der Insula zusammenhängen, was durch die Überaktivierung der Insula bei affektiven Aufgaben oder emotionalen Provokationsparadigmen bei Zwangsstörungspatienten im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen bestätigt wurde [13]. , 14]. Eine weitere Metaanalyse von fMRT-Studien an Patienten mit Zwangsstörungen zeigte, dass diese Art der Überaktivierung der Insula während der emotionalen Verarbeitung bei Zwangspatienten mit größerer Angst oder mit Stimmungskomorbiditäten stärker ausgeprägt war [15]. Darüber hinaus haben Fridgeirsson et al. [16] untersuchten die Veränderungen des funktionellen Netzwerks im Gehirn nach tiefer Hirnstimulation (DBS) bei Patienten mit Zwangsstörungen und fanden heraus, dass die Verbesserung der Stimmung und der Angstsymptome bei Zwangsstörungen nach DBS mit einer verminderten funktionellen Konnektivität zwischen Amygdala und Insel verbunden war, was z erstmals die Rolle der Insula bei den Mechanismen der Zwangsstörung aus interventioneller Sicht aufgeklärt.

Im Hinblick auf Neuroimaging-Studien haben frühere Studien charakteristische erhöhte Veränderungen in der Struktur und lokalen Funktion der Insula bei Patienten mit Zwangsstörungen gezeigt [17, 18]. Allerdings haben sich relativ wenige Studien speziell auf die intrinsische funktionelle Konnektivität der Insula im gesamten Gehirn bei Zwangsstörungspatienten konzentriert. Die Analyse der funktionellen Konnektivität im Ruhezustand ist eine grundlegende Methode zur Darstellung der zeitlichen Korrelation spontaner, vom Blutoxygenierungsgrad abhängiger (BOLD) Signale zwischen räumlich verteilten Hirnregionen im Ruhezustand und wird aufgrund ihrer relativen Bedeutung häufig bei zahlreichen psychischen oder psychiatrischen Störungen eingesetzt zuverlässiger und reproduzierbarer Natur [19]. Da unser Hauptziel darin bestand, die spezifischen intrinsischen funktionellen Konnektivitätsmuster der Insula bei Zwangsstörungen entsprechend der entscheidenden Rolle der Insula in der Pathophysiologie dieser psychischen Störung zu untersuchen, haben wir uns entschieden, die Seed-basierte Methode der funktionellen Konnektivität im Ruhezustand durchzuführen Die vorliegende Forschung ist eine gezielte Methode zum Testen der intrinsischen Konnektivität einer bestimmten A-priori-Region im gesamten Gehirn [20]. In den letzten Jahren erbrachten mehrere Studien zur intrinsischen funktionellen Konnektivität der Insula bei Zwangsstörungspatienten inkonsistente Ergebnisse [21,22,23,24,25]. Allerdings gab es in früheren Studien einige Nachteile, wie z. B. relativ kleine Stichprobengrößen und mehr oder weniger anfällig für verwirrende Wirkungen von Medikamenten oder Komorbidität.

Daher bestand das Ziel der aktuellen Studie darin, die veränderten intrinsischen Konnektivitätsmuster der Insula im gesamten Gehirn zu erkennen, indem eine relativ große Stichprobe von medikamentennaiven Patienten ohne Komorbiditäten rekrutiert wurde, um die verwirrenden Auswirkungen von Medikamenten und Komorbiditäten auszuschließen. Basierend auf den bisherigen Ergebnissen der funktionellen Neurobildgebung für die Insula bei Patienten mit Zwangsstörungen stellten wir die Hypothese auf, dass die intrinsischen funktionellen Konnektivitätsmuster der Insula bei Patienten mit Zwangsstörung im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen erhöht sein würden und dass es eine Korrelation zwischen den abnormalen Merkmalen der Neurobildgebung und dem geben würde klinische Informationen, insbesondere die stimmungsbezogenen Indikatoren.

Wir haben 85 nicht medikamentöse und komorbidfreie Zwangsstörungspatienten aus dem Mental Health Center des West China Hospital der Sichuan-Universität rekrutiert. Zwei erfahrene Psychiater diagnostizierten die OCD-Patienten auf der Grundlage des Structured Clinical Interview (SCID-I) für das Diagnostic and Statistical Manual of Axis I Mental Disorders, vierte Auflage (DSM-IV). Die Einschlusskriterien waren wie folgt: [1] Alter zwischen 18 und 60 Jahren; [2] Erfüllung der DSM-IV-Kriterien für Zwangsstörungen; [3] Rechtshänder gemäß der Bestimmung des Edinburgh Handedness Inventory; und [4] medikamentennaiv oder hatte eine Auswaschphase von mindestens 4 Wochen nach einer Behandlung, bevor die Bilddaten erfasst wurden. Die Ausschlusskriterien waren wie folgt: [1] das Vorliegen einer anderen DSM-IV-Achse-I-Diagnose oder neurologischen Erkrankungen; [2] jegliche Vorgeschichte von Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Stoffwechselstörungen oder anderen schweren körperlichen Erkrankungen; [3] Substanzmissbrauch oder -abhängigkeit; [4] Schwangerschaft; und [5] etwaige Kontraindikationen für die MRT-Untersuchung.

Von diesen 85 Zwangsstörungspatienten waren 71 Patienten medikamentennaiv. Die anderen 14 Patienten hatten Medikamente zur Behandlung von Zwangsstörungen erhalten (4 erhielten Clomipraminhydrochlorid, 3 Paroxetinhydrochlorid, 3 Fluoxetinhydrochlorid, 3 Sertralin und 1 drei Arten von Arzneimitteln, darunter Clomipraminhydrochlorid und Paroxetinhydrochlorid und Quetiapinfumarat) und alle waren vor der MRT-Untersuchung mindestens 4 Wochen lang medikamentenfrei. Zur Beurteilung der Schwere der Zwangsstörungssymptome wurde die Yale-Brown Obsession-Compulsive Scale (Y-BOCS) [26] verwendet. Depressions- und Angstsymptome wurden anhand der 17-Punkte-Hamilton Depression Rating Scale (HAMD) [27] bzw. der 14-Punkte-Hamilton Anxiety Rating Scale (HAMA) [28] gemessen.

Darüber hinaus haben wir über Plakatwerbung 85 alters- und geschlechtsangepasste gesunde Kontrollpersonen (HCs) aus denselben soziodemografischen Verhältnissen rekrutiert und sie mit der SCID-Nonpatient-Edition untersucht. Die HC-Probanden und ihre Verwandten ersten Grades wiesen in der Vorgeschichte keine neurologischen oder psychischen Störungen auf.

Diese Studie wurde von der Ethikkommission des West China Hospital der Sichuan-Universität genehmigt und erfolgt in Übereinstimmung mit der Deklaration von Helsinki. Jeder Teilnehmer gab nach einer vollständigen Beschreibung des Protokolls eine schriftliche Einverständniserklärung zur Durchführung dieser Studie ab.

Alle Teilnehmer wurden mit einem 3,0-Tesla GE Signa EXCITE-Scanner gescannt, der mit einer 8-Kanal-Phased-Array-Kopfspule ausgestattet war. Jeder Proband wurde bequem in der Spule positioniert, die mit weichen Ohrstöpseln und Schaumstoffpolstern ausgestattet war, und wurde angewiesen, die Augen geschlossen zu halten, bewegungslos zu bleiben und an kein bestimmtes Thema zu denken.

Für jedes Individuum haben wir mithilfe einer Gradientenecho-Echo-Planar-Bildgebungssequenz (GRE-EPI) Daten zur funktionellen Magnetresonanztomographie (rs-fMRT) im Ruhezustand des gesamten Gehirns mit den folgenden Parametern erfasst [29]: 30 axiale Schnitte und Volumina in jedem Lauf = 200, Schichtdicke = 5,0 mm ohne Schichtlücke, Wiederholungszeit (TR) = 2000 ms, Echozeit (TE) = 30 ms, Flipwinkel = 90°, die Phasenkodierungsrichtung war anterior nach posterior, Matrix Größe = 64 × 64, Voxelgröße = 3,75 × 3,75 × 5 mm3 und Sichtfeld (FOV) = 240 × 240 mm2. Bei den RS-fMRT-Scans in der aktuellen Studie wurden keine Feldkarten verwendet. Die Gesamtaufnahmezeit der GRE-EPI-Bilder betrug etwa 6,67 Minuten (400 s). Zusätzlich wurden hochauflösende T1-gewichtete anatomische 3D-Bilder mit den folgenden Parametern erhalten: zusammenhängende koronale Schichten = 156; Scheibendicke = 1,0 mm; TR = 8,5 ms; TE = 3,4 ms; Flipwinkel = 12°; Matrixgröße = 256 × 256, Voxelgröße = 0,94 × 0,94 × 1 mm3 und Sichtfeld (FOV) = 240 × 240 mm2.

Die Vorverarbeitung der rs-fMRI-Daten wurde mit dem Data Processing and Analysis for Brain Imaging Toolkit (DPABI, Version 6.0, http://rfmri.org/dpabi) durchgeführt [30]. Für jeden Teilnehmer wurden die ersten 10 Zeitpunkte unter Berücksichtigung des Signalgleichgewichts und der Anpassung an die Scanumgebung verworfen. Die übrigen Bilder wurden hinsichtlich der Aufnahmezeitintervalle zwischen den Schichten und der Kopfbewegung zwischen den Volumina korrigiert. Um die Kopfbewegung zu kontrollieren, haben wir die Bewegungskorrekturstrategien unter Verwendung des in früheren Studien vorgeschlagenen Ansatzes der mittleren bildweisen Verschiebung (FD) durchgeführt [31, 32], einem Friston-24-Parametermodell höherer Ebene [33], einschließlich 6 Köpfen Bewegungsparameter, der vorherige Zeitpunkt von 6 Kopfbewegungsparametern und die 12 entsprechenden quadrierten Elemente. Die mittleren FD-Werte wurden aus den translatorischen und rotatorischen Scan-zu-Scan-Verschiebungen unter Verwendung von drei Translationsparametern und drei Rotationsparametern berechnet, die aus Neuausrichtungsschritten für jedes Subjekt erhalten wurden. Teilnehmer wurden nur einbezogen, wenn ihre rs-fMRT-Bilder die Kriterien einer räumlichen Bewegung von < 1,5 mm und einer Drehung in jede Richtung von < 1,5 Grad sowie einen mittleren FD-Wert von < 0,2 mm erfüllten. Nach der Korrektur der Kopfbewegungen und der Qualitätskontrolle wurde kein Teilnehmer aus der OCD-Gruppe oder der HC-Gruppe ausgeschlossen. Anschließend wurden diese Bilder räumlich auf den Standardraum des Montreal Neurological Institute (MNI) normalisiert und jedes Voxel wurde mithilfe einer einheitlichen Segmentierung einzelner T1-Bilder auf 3 × 3 × 3 mm3 neu abgetastet[34]. Die verarbeiteten Bilder wurden mit einer Halbwertsbreite (FWHM) des Gaußschen Kernels von 6 mm geglättet. Darüber hinaus haben wir die Kopfbewegungsparameter, die Signale der weißen Substanz und der Liquor cerebrospinalis (CSF) zurückgeführt, um die Auswirkungen nichtneuronaler BOLD-Fluktuationen zu reduzieren. Schließlich wurde eine zeitliche Bandpassfilterung (0,01–0,08 Hz) verwendet, um die Auswirkungen von hochfrequentem physiologischem Rauschen und sehr niederfrequenter Drift zu verringern.

Untersuchung der abnormalen funktionellen Konnektivität der Insula im Ruhezustand mit den Voxeln des gesamten Gehirns zwischen der OCD- und der HC-Gruppe. Mithilfe des AAL-Atlas haben wir die bilaterale Insula als interessierende Samenregionen (ROIs) ausgewählt (Abb. 1).

Die Samenregion der Insula pro Hemisphäre im Anatomical Automatic Labeling (AAL)-Atlas

Eine Seed-basierte funktionelle Konnektivitätsanalyse im Ruhezustand wurde mit dem Softwarepaket Resting-State fMRI Data Analysis Toolkit (RESTplus, Version 1.24, http://resting-fmri.sourceforge.net.sourceforge.net) durchgeführt. Zunächst wurden die über alle Voxel innerhalb jedes Samens gemittelten regionalen Zeitreihen extrahiert. Anschließend wurde Pearsons Korrelationsanalyse der Zeitreihe zwischen der Seed-Referenz und dem gesamten Gehirn voxelweise durchgeführt, um die intrinsischen funktionellen Konnektivitätskarten jeder Seed-Region für alle Teilnehmer zu erhalten. Schließlich wurden die Korrelationskarten auf Subjektebene mit der R-zu-Z-Transformation nach Fisher z-bewertet, bevor der Durchschnitt aller Probanden für die weitere Analyse auf Gruppenebene ermittelt wurde.

Das allgemeine lineare Modell (GLM) wurde durchgeführt, um die unterschiedlichen funktionellen Konnektivitätsmuster der Insula im Ruhezustand zwischen OCD- und HC-Gruppen zu identifizieren, wobei Alter, Geschlecht und Kopfbewegung die Kovariaten in SPM12 waren (https://www.fil. ion.ucl.ac.uk/spm/). Der Signifikanzschwellenwert wurde auf Voxelebene auf P < 0,005 (unkorrigiert) festgelegt, und auf Clusterebene wurde ein familienbezogener Fehler (FWE) auf P < 0,025 (0,05/2) korrigiert [35, 36], da die funktionelle Konnektivität zwischen Gruppen verglichen wurde Die Karten wurden separat mit zwei Seed-ROIs auf der linken und rechten Inselinsel erstellt. Um die möglichen Auswirkungen einer früheren Arzneimittelexposition auf die funktionelle Konnektivität der Insula zu untersuchen, haben wir außerdem 14 Patienten ausgeschlossen, die in der Vorgeschichte früher Medikamente eingenommen hatten, und einen sekundären Gruppenvergleich zwischen medikamentennaiven Zwangsstörungspatienten und der HC-Gruppe mit der gleichen Methode durchgeführt . Darüber hinaus wurde eine statistische Analyse soziodemografischer und klinischer Daten mit SPSS 24 (SPSS, Inc., Chicago, IL) durchgeführt. Für kontinuierliche Variablen wurde ein Zwei-Stichproben-t-Test und für kategoriale Variablen der Chi-Quadrat-Test verwendet, um die Gruppenunterschiede in soziodemografischen Daten zwischen den beiden Gruppen zu vergleichen (P < 0,05).

Die explorative Korrelationsanalyse der intrinsischen funktionellen Konnektivitätsstärke, die aus den Regionen extrahiert wurde, zeigte signifikante Gruppenunterschiede mit der Krankheitsdauer, dem Erkrankungsalter, der Schwere der Symptome, gemessen durch Y-BOCS (einschließlich der Subskala für Obsession und Zwang), sowie den HAMD- und HAMA-Scores in der OCD-Gruppe wurden durchgeführt, um festzustellen, ob die insularen rsFC-Anomalien mit den klinischen Merkmalen korrelierten. Nach den bedingten Tests der linearen Korrelation, einschließlich des Kolmogorov-Smirnova-Normalverteilungstests, verwendeten wir für Variablen, die die Normalverteilung und die lineare Bedingung erfüllten, die Pearson-Korrelation und für Variablen, die die Bedingungen nicht erfüllten, die Spearman-Korrelation. Ein FDR-q-Wert < 0,05 wurde für mehrere Vergleiche in dieser Korrelationsanalyse als statistisch signifikant angesehen. (P < 0,05, korrigiert mit FDR).

Die soziodemografischen und klinischen Merkmale der OCD- und HC-Gruppen sind in Tabelle 1 aufgeführt. Es gab keine signifikanten Unterschiede im Alter (t = 0,670, P = 0,504), Geschlecht (χ2 = -0,156, P = 0,876) oder Kopfbewegung (t). =-1,407, P = 0,161) zwischen den beiden Gruppen.

Die Ergebnisse der T-Test-Analysen mit zwei Stichproben, bei denen die samenbasierte funktionelle Konnektivität der Insula im Ruhezustand zwischen OCD- und HC-Gruppen verglichen wurde, und die explorative Korrelationsanalyse mit klinischen Merkmalen waren wie folgt (Abb. 2; Tabelle 2).

(A). Deutlich gruppenspezifische Regionen in der intrinsischen FC mit der Insula zwischen der OCD- und der HC-Gruppe. Regionen mit erhöhtem intrinsischem FC werden in Rot angezeigt, Regionen mit verringertem intrinsischem FC werden in Blau angezeigt. (B) Das Geigendiagramm stellt die intrinsische FC der Insula mit jeder signifikanten Region in den OCD- und HC-Gruppen dar. (*PFWE-korrigiert < 0,05, ** PFWE-korrigiert < 0,01) (Abkürzungen: PCUN: Precuneus; SMA: Supplementary Motor Area; LING: Lingual Gyrus; rsFC: funktionelle Konnektivität im Ruhezustand; OCD: Zwangsstörung; HC : gesunde Kontrolle; FWE: familiärer Fehler.)

Im Vergleich zur HC-Gruppe zeigten Patienten mit Zwangsstörungen eine signifikant erhöhte positive intrinsische funktionelle Konnektivität der linken Insula und eines großen Clusters, einschließlich des bilateralen Gyrus precuneus, der sich bis zum unteren Parietallappen erstreckte. Darüber hinaus fanden wir bei OCD-Patienten im Vergleich zu HCs eine weitere deutlich verbesserte positive intrinsische funktionelle Konnektivität der linken Insula und des rechten ergänzenden motorischen Bereichs.

Bei Patienten mit Zwangsstörungen beobachteten wir einen signifikanten Anstieg der positiven funktionellen Konnektivität im Ruhezustand zwischen der rechten Insula und dem bilateralen Precuneus/unteren Parietallappen und dem ergänzenden motorischen Bereich. Darüber hinaus zeigten die OCD-Patienten im Vergleich zu HCs eine deutlich verringerte positive intrinsische funktionelle Konnektivität der rechten Insula und des bilateralen Gyrus lingualis.

Nach dem Ausschluss von 14 OCD-Patienten mit vorheriger Medikamenteneinnahme in der Vorgeschichte waren die Ergebnisse der Gruppenvergleiche zwischen medikamentennaiven OCD-Patienten (N = 71) und HC-Patienten (N = 85) ähnlich den primären Ergebnissen der gesamten OCD-Patientengruppe ( Ergänzende Abbildung S1).

Mittels Korrelationsanalyse haben wir herausgefunden, dass OCD-Patienten einen Trend der Korrelation zwischen der verringerten intrinsischen funktionellen Konnektivität der rechten Insula und des bilateralen Gyrus lingualis und den erhöhten HAMD-Scores zeigten (r = -0,219, P = 0,044, unkorrigiert) (Abb. 3). .

Die Korrelationsanalyse ergibt die mittleren FC-Werte zwischen der rechten Insula und dem bilateralen Gyrus lingualis sowie klinische Variablen in der OCD-Gruppe. Höhere Werte des HAMD-17 (P = 0,044, r = -0,219) korrelierten mit einem niedrigeren intrinsischen rsFC der rechten Insula und des bilateralen Gyrus lingualis. Der schattierte Bereich um die Linie stellt das 95 %-Konfidenzintervall dar. (Abkürzungen: OCD: Zwangsstörung; HAMD-17: 17-Punkte-Hamilton-Depressions-Bewertungsskala; rsFC: funktionelle Konnektivität im Ruhezustand.)

In der aktuellen Studie haben wir unter Verwendung der Seed-basierten Methode der funktionellen Konnektivität im Ruhezustand unterschiedliche Muster intrinsischer Veränderungen der funktionellen Konnektivität der Insel bei Zwangsstörungen aufgedeckt. In dieser Studie gab es zwei Hauptergebnisse. Erstens zeigten Patienten mit Zwangsstörungen im Vergleich zur HC-Gruppe eine signifikant erhöhte intrinsische funktionelle Konnektivität zwischen der bilateralen Insula mit einem großen Cluster, einschließlich des bilateralen Gyrus precuneus, der sich bis zum unteren Parietallappen erstreckt, und einem weiteren Cluster zusätzlicher motorischer Bereiche. Eine signifikant verringerte intrinsische funktionelle Konnektivität wurde nur zwischen der rechten Insula und dem bilateralen Gyrus lingualis bei OCD-Patienten im Vergleich zu HC festgestellt, was in der OCD-Gruppe negativ mit den HAMD-Scores und nicht mit den YBCOS-Scores korrelierte. Unsere Ergebnisse deuten auf die Beteiligung einer abweichenden intrinsischen Konnektivität der Insel bei Zwangsstörungspatienten hin, und was noch wichtiger ist, die Dyskonnektivität der Insula könnte eher mit den depressiven Symptomen als mit der Besessenheit oder Zwangsmanifestation bei Zwangsstörungen zusammenhängen.

Im Vergleich zur HC-Gruppe zeigten die OCD-Patienten eine erhöhte intrinsische funktionelle Konnektivität zwischen der bilateralen Insula und dem bilateralen Precuneus, die sich bis zum unteren Parietallappen erstreckte. Der Precuneus und der Parietallappen inferior sind beide wichtige Kernregionen des Standardmodusnetzwerks für die Integration und Verarbeitung selbstreferenzieller Informationen [37, 38]. Da die Symptome einer Zwangsstörung meist durch innere aufdringliche Gedanken oder Bilder und nicht durch äußere Reize ausgelöst werden [39], wurde berichtet, dass Zwangsstörungspatienten Schwierigkeiten mit der Deaktivierung des DMN im Ruhezustand haben [40]. Darüber hinaus ergab eine frühere Studie zur statischen spontanen Gehirnaktivität auch erhöhte Amplituden niederfrequenter Fluktuationen (ALFF) in der Insula und im Precuneus [41]. In mehreren fMRT-Studien wurde über eine größere intrinsische Konnektivität zwischen der Insula und dem Precuneus oder dem unteren Parietallappen bei Zwangsstörungspatienten berichtet [25, 42, 43], was mit unseren Ergebnissen übereinstimmt.

Patienten mit Zwangsstörungen zeigten im Vergleich zu HC-Patienten eine verbesserte intrinsische Konnektivität der bilateralen Insula und des ergänzenden motorischen Bereichs. Frühere Studien ergaben, dass der ergänzende motorische Bereich, der mit der mangelhaften Hemmkontrolle von Zwangs- oder Zwangsverhalten verbunden sein kann, bei Zwangsstörungspatienten hyperaktiv ist [44, 45]. In einer früheren Strukturstudie fanden Forscher bei Zwangsstörungspatienten einen dickeren Kortex im präsupplementären motorischen Bereich und in der rechten vorderen Insula [46]. Darüber hinaus zeigten mehrere frühere Task-fMRT-Studien, dass OCD-Patienten eine längere Reaktionszeit der inhibitorischen Kontrolle und mehr inhibitorische Kontrollfehler aufwiesen als gesunde Kontrollpersonen und auch eine Überaktivierung im Bereich der Zusatzmotorik, der präzusätzlichen Motorregion und der vorderen Insula/Frontaloperculum während der Fehlerverarbeitung B. eine Deaktivierung der vorderen Insula/des frontalen Operculums und der Regionen des ergänzenden motorischen Bereichs während inhibitorischer Kontrollaufgaben, was ein zugrundeliegender bildgebender Mechanismus für die beeinträchtigte inhibitorische Kontrollleistung bei Zwangsstörungen sein könnte [47, 48]. In Kombination mit den vorherigen Erkenntnissen könnte unser Ergebnis einer höheren intrinsischen funktionellen Konnektivität der Insula und der SMA spekulativ mit den Defiziten der Hemmungskontrolle für Verhaltensweisen im Zusammenhang mit Zwangsstörungen zusammenhängen. Eine kürzlich vom OCD-Konsortium durchgeführte Studie mit großen Patientenproben berichtete jedoch über eine Hypokonnektivität zwischen der Insula und der SMA [49]. Diese Inkonsistenz zu unseren Ergebnissen kann auf die Unterschiede in den Probenmerkmalen zurückzuführen sein. Das OCD-Konsortium führte eine Megaanalyse durch, indem es unabhängige Proben von verschiedenen Forschungsinstituten sammelte, und die eingeschlossenen Patienten unterschieden sich in ihren klinischen Merkmalen, einschließlich Altersgruppe, Medikamenteneinnahme und unterschiedlicher Schwere der Symptome. Im Gegensatz dazu handelte es sich bei den Teilnehmern unserer Studie um komorbiditätsfreie und nicht medikamentöse erwachsene Patienten mit relativ milden Zwangsstörungssymptomen (YBOCS = 21,54 < = 25). Daher könnten die Ergebnisse unserer aktuellen Studie den funktionellen Gehirnmechanismus darstellen, der der Pathophysiologie solcher Zwangsstörungspatienten zugrunde liegt .

Bei OCD-Patienten wurde im Vergleich zu HCs eine deutlich verringerte intrinsische Konnektivität der rechten Insula und des bilateralen Gyrus lingualis beobachtet. Der Gyrus lingualis befindet sich in der Region des visuellen Kortex und kann zur emotionalen Wahrnehmung während der visuellen Stimulation und der weiteren Verarbeitung komplexer visueller Informationen beitragen [50, 51]. Zusätzlich zu den Defiziten bei der kognitiven und verhaltenshemmenden Kontrolle ist bekannt, dass Zwangsstörungen auch mit Beeinträchtigungen der visuellen Verarbeitung einhergehen [52], die möglicherweise mit Anomalien im Gyrus lingualis zusammenhängen. In mehreren Studien wurde über Veränderungen in den Gehirnstrukturen des Gyrus lingualis berichtet, wie z. B. eine dünnere Kortikalis und eine kleinere Oberfläche des Gyrus lingualis [53, 54]. Eine weitere morphologische Metaanalyse ergab, dass die Volumenveränderungen der grauen Substanz im Gyrus lingualis und in den motorischen Regionen spezifischer für Zwangsstörungen als für Schizophrenie- und Autismus-Störungen waren [55]. In früheren RS-fMRT-Studien beobachteten Forscher einen geringeren Zentralitätsgrad des Gyrus lingualis [56, 57], und es wurde festgestellt, dass die ALFF-Werte in der Inselrinde erhöht waren, im Gyrus lingualis jedoch bei Zwangsstörungspatienten abnahmen, was damit verbunden war Schwere der Symptome [41, 58]. Diese abnormalen lokalen Aktivitätsmuster könnten durch Bewältigung mittels kognitiver Therapie normalisiert werden [59].

Interessanterweise beobachteten wir außerdem, dass es einen Trend der Korrelation zwischen der verringerten intrinsischen Konnektivität der rechten Insula und des Gyrus lingualis und der erhöhten Schwere depressiver Symptome anstelle von OCD-bedingten Symptomen in der OCD-Gruppe gab. Frühere Studien haben über ein verringertes Inselvolumen bei Zwangsstörungspatienten mit komorbider Depression berichtet [60], und die Aktivität des Gyrus lingualis konnte Zwangsstörungspatienten von Kontrollpersonen während der Multi-Emotions-Analyse unterscheiden [61]. Dieser Befund legt nahe, dass wir die Rolle der Insula und des Gyrus lingualis bei den depressiven Symptomen der Zwangsstörung in zukünftigen Studien nicht vernachlässigen sollten. Der Zusammenhang zwischen der Konnektivität des rechten Insula-Lingual-Gyrus und depressiven Symptomen in der OCD-Gruppe überlebte jedoch die mehrfache Vergleichskorrektur nicht und sollte mit Vorsicht interpretiert werden.

Die aktuelle Studie weist mehrere Merkmale auf, die bei der Interpretation der Ergebnisse berücksichtigt werden sollten. Erstens hatte unsere Studie ein Querschnittsdesign und war nicht in der Lage, die langfristigen Veränderungen der Inselkonnektivitätsmuster und die Auswirkungen vor und nach der Behandlung bei Zwangsstörungspatienten zu untersuchen. Zukünftig müssen Längsschnittstudien durchgeführt werden, um die funktionelle Konnektivität derselben ROIs zu Studienbeginn und nach Erstbehandlungen bei Zwangsstörungen zu untersuchen und die Beteiligung dieser Regionen an pharmakologischen und verhaltensbezogenen Behandlungen zu überprüfen. Zweitens stammen unsere aktuellen Ergebnisse aus einer einzigen Studie, und zukünftige Studien an nicht medikamentösen Zwangsstörungsproben ohne Komorbiditäten oder Komorbiditäten, die auf depressive Störungen beschränkt sind, sind erforderlich, um unsere Ergebnisse zu replizieren und zu validieren. Drittens sollte die Korrelation zwischen der veränderten intrinsischen Konnektivität der Insula und den klinischen Merkmalen mit Vorsicht betrachtet werden, da sie die FDR-Korrektur bei mehreren Vergleichen nicht überstanden haben. Beachten Sie, dass diese Ergebnisse immer noch wertvolle Erkenntnisse darüber liefern, dass es einen Trend gibt, dass depressive Symptome bei Zwangsstörungen mit einer Dyskonnektivität der Insula verbunden sind, was als Leitfaden für zukünftige Forschungen dienen könnte. Schließlich wurde in dieser Studie die gesamte Insula-Region als Saatgut verwendet. Mehrere Studien haben jedoch die unterschiedlichen Funktionen verschiedener Inselunterregionen impliziert [62]. In zukünftigen Studien sollten die intrinsischen Konnektivitätsmuster feinkörnigerer Inselteilfelder bei Zwangsstörungen weiter untersucht werden, um unsere Studie zu erweitern.

Mithilfe des Seed-basierten Ruhezustands-Konnektivitätsansatzes identifizierte unsere vorliegende Forschung Veränderungen in den intrinsischen Konnektivitätsmustern der Insula bei Zwangsstörungspatienten im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen. Wir fanden heraus, dass die intrinsische funktionelle Konnektivität hauptsächlich im bilateralen Precuneus-Gyrus und im ergänzenden motorischen Bereich zunahm und die intrinsische Konnektivität nur zwischen der rechten Insula und dem bilateralen Gyrus lingualis abnahm, was mit der Schwere der depressiven Symptome bei Zwangsstörungspatienten verbunden war. Unsere Ergebnisse liefern den neuroimaging-Beweis für eine pathophysiologische Rolle der Insula bei Zwangsstörungen und legen nahe, dass zukünftige Studien, die sich auf die depressive Manifestation bei Patienten mit Zwangsstörungen konzentrieren, die Rolle der Insula in dieser Hinsicht berücksichtigen sollten.

Die während der aktuellen Studie verwendeten und analysierten Datensätze sind auf begründete Anfrage beim jeweiligen Autor erhältlich.

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Die Autoren möchten allen Teilnehmern danken, die bei dieser Studie mitgeholfen haben.

Diese Studie wurde durch Zuschüsse des 1.3.5 Project for Disciplines of Excellence, West China Hospital, Sichuan University (Zuschuss-Nr. ZYJC21041), des Clinical and Translational Research Fund der Chinese Academy of Medical Sciences (Zuschuss-Nr. 2021-I2M-C&T-) unterstützt. B-097) und National Key R&D Program of China (Grant No. 2022YFF1202400).

Zilin Zhou und Bin Li haben gleichermaßen zu dieser Arbeit beigetragen.

Huaxi MR Research Center (HMRRC), Schlüssellabor für funktionelle und molekulare Bildgebung der Provinz Sichuan, Abteilung für Radiologie, Westchinesisches Krankenhaus der Universität Sichuan, Nr. 37 Guo Xue Xiang, 610041, Chengdu, China

Zilin Zhou, Hailong Li, Lingxiao Cao, Suming Zhang, Yingxue Gao, Lianqing Zhang, Xiaoqi Huang und Qiyong Gong

Abteilung für Psychiatrie, West China Hospital der Sichuan-Universität, Chengdu, China

Bin Li und Jiaxin Jiang

Zentrum für psychische Gesundheit und psychiatrisches Labor, West China Hospital der Sichuan-Universität, 610041, Chengdu, China

Changjian Qiu

Psychoradiologische Forschungseinheit der Chinesischen Akademie der Medizinischen Wissenschaften (2018RU011), West China Hospital der Sichuan-Universität, Chengdu, China

Xiaoqi Huang und Qiyong Gong

Frontiers Science Center für krankheitsbezogene molekulare Netzwerke, West China Hospital der Sichuan-Universität, Chengdu, China

Xiaoqi Huang

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ZZ und BL konzipierten und gestalteten die Studie. CQ, XH und QG überwachten die Durchführung der Studie. BL, JJ und HL sind für die Datenerfassung verantwortlich. ZZ, HL und LC analysierten die Neuroimaging- und klinischen Daten. SZ und YG führten die statistische Analyse durch. ZZ, BL und XH unterstützten bei der entsprechenden Literaturrecherche. ZZ und BL haben das ursprüngliche Manuskript entworfen und HL, LZ, CQ, XH haben das Manuskript überprüft und überarbeitet. Alle Autoren haben das endgültige Manuskript gelesen und genehmigt.

Korrespondenz mit Changjian Qiu oder Xiaoqi Huang.

Unzutreffend.

Die Autoren erklären, dass bei dieser Arbeit keine Interessenkonflikte bestehen.

Springer Nature bleibt neutral hinsichtlich der Zuständigkeitsansprüche in veröffentlichten Karten und institutionellen Zugehörigkeiten.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Zhou, Z., Li, B., Jiang, J. et al. Abnormale funktionelle Konnektivität der Insula im Ruhezustand bei medikamentenfreien Patienten mit Zwangsstörung. BMC Psychiatrie 22, 742 (2022). https://doi.org/10.1186/s12888-022-04341-z

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Eingegangen: 01. September 2022

Überarbeitet: 13. Oktober 2022

Angenommen: 26. Oktober 2022

Veröffentlicht: 29. November 2022

DOI: https://doi.org/10.1186/s12888-022-04341-z

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