精神分裂症共情障碍的神经机制研究进展☆

吴小玲 陈新贵 汪凯○☆

共情是社会认知的重要组成部分，在人际交往中非常重要。既往研究提示精神分裂症患者存在严重的共情障碍，这种障碍直接导致其社会功能的严重受损[1-2]。目前，精神分裂症共情障碍的神经机制还未完全明确，故揭示其神经机制有助于为共情障碍干预提供理论依据。本文将从神经电生理学、神经影像学以及遗传学研究3个方面来对精神分裂症共情障碍的神经机制进行简要综述。

1 精神分裂症的共情概念

共情指个体理解和分享他人情感状态的能力，包括认知共情和情绪共情两个部分[3]。认知共情是指个体对他人情感和心理状态的推断能力；情绪共情指个体对他人情感的自我反应能力，包括情绪传染、情绪识别和分享痛苦3个过程[4]。精神分裂症是具有慢性化趋势、社会功能受损的严重精神疾病[5]。既往有研究显示，首发患者已经存在共情损害，且这种损害改善与疾病症状好转是非平行关系，也有研究认为疾病本身会造成患者的认知功能障碍，而部分传统的抗精神病药物也会在一定程度上加剧认知功能损害[6-7]。因此，精神分裂症共情障碍可能先于疾病发生，随着药物治疗使用，共情障碍加重，未来的研究需要进一步优化研究设计以明确共情障碍与疾病发生及药物治疗之间的关系。目前精神分裂症共情的测量方法大致包括行为学任务测量和自我报告的量表测量。行为学测量分为认知共情测量和情绪共情测量，认知共情测量要求患者正确推断出任务中主人公的情绪状态，大多数研究均以正确率和反应时作为衡量指标；情绪共情以患者对任务中主人公情绪状态的自我反应（如情绪唤醒度、共情关心程度、疼痛评级等）为衡量指标[8-10]。在自我报告的共情量表测量中，人际反应指针量表（interpersonal reactivity index，IRI）在精神分裂症中的应用最为广泛，该量表包含4个分量表，分别测量共情的认知成分和情绪成分[1]。基于以上测量方法，众多研究表明精神分裂症共情障碍在认知成分中表现更为明显，而情绪共情是否受到损害尚未定论。LEHMANN等[8]对慢性精神分裂症患者的研究发现，患者认知共情受损严重，但是情绪共情未见明显损害；但DERNTL等[11]则认为稳定期精神分裂症患者在共情的认知成分和情绪成分上均有损害；另一项meta分析显示，不同时期精神分裂症患者的情绪共情呈现中等程度损害，并且与自我报告的量表测量相比较，在基于任务的测量上显示出更明显的损害[12]。这些结果均证实了精神分裂症患者存在严重的共情障碍。

2 精神分裂症共情的神经机制

2.1 神经电生理学研究 目前关于精神分裂症共情的神经电生理研究较少，主要集中在疼痛共情的事件相关电位（event related potential，ERP）研究中。作为共情的一种表现形式，疼痛共情是指个体对他人疼痛的感知和情绪反应的能力[13]。研究表明，在疼痛共情刺激ERP早期成分和晚期成分上，精神分裂症患者和正常被试之间差异显著[9]。早期成分N110和晚期成分P3在疼痛共情中研究最多，它们分别对应于情绪共享和认知评估两个过程[14]。GONZALEZ-LIENCRES等[9]的研究发现，正常被试在中央区N110和顶区P1两个情绪加工的早期成分上疼痛刺激与中性刺激诱发的波幅差异显著，而稳定期精神分裂症患者则无显著差异，且在额中央区P400和额区P3成分上，患者与正常被试之间波幅差异趋于显著（P=0.07）。CORBERA等[13]的研究也发现，精神分裂症患者在疼痛共情任务中无论是疼痛条件还是控制条件下在 N110、P180、N240成分上的波幅均低于正常被试，在P3成分中，患者在各刺激类型（疼痛刺激与中性刺激）上诱发的波幅无显著差异，而正常被试疼痛刺激诱发的波幅显著高于中性刺激。IKEZAWA等[15]的研究进一步证实，稳定期精神分裂症患者在疼痛共情任务中波幅较低，疼痛刺激诱发的波幅要高于中性刺激。目前关于共情ERP研究较少，尚未成熟，仅有的研究只能表明精神分裂症患者在疼痛共情早期情绪感知和情绪反应阶段以及晚期的认知评估阶段可能功能受损，但是关于疼痛共情加工机制的特征还不明确。共情不仅包括疼痛共情，还有对面部情绪和人际关系的共情，未来研究可以开发更多结合脑电研究的行为学范式，进一步探讨精神分裂症尤其是首发患者共情加工机制的时间进程特点。鉴于此类特殊模型在精神分裂症共情障碍机制中研究较少，目前多数研究是借助神经影像学技术探究其机制。

2.2 神经影像学研究 磁共振技术在神经精神疾病研究中应用较早，特别是结构成像在探究疾病神经机制中应用较为广泛。精神分裂症共情障碍与脑结构改变密切相关，基于体素形态学分析（voxel-based morphometry，VBM）可精确计算脑灰质体积等形态学结构改变，可运用在共情神经机制的研究中。BENEDETTI等[16]通过VBM分析发现慢性精神分裂症患者右侧颞叶的灰质体积减少，灰质体积与患者的共情表现呈正相关。MAAT等[17]也发现，稳定期患者前额叶和杏仁核灰质体积减少，此外前额叶灰质体积与共情任务能力呈正相关。这些研究结果表明，精神分裂症共情损害与其额颞叶灰质体积减少相关。有研究者认为大脑皮质厚度可能比灰质体积更能反映细胞结构特征[18]。因此，通过皮质厚度来探讨共情脑机制成为一种新的方法。EHRLICH等[18]发现，精神分裂症患者额叶、颞叶、顶下小叶以及枕叶皮质厚度较低，且右侧中间颞叶皮质厚度与认知功能相关。MASSEY等[19]通过结构磁共振成像对临床稳定期精神分裂症患者研究发现，其右侧额下回（inferior frontal gyrus，IFG）、双侧脑岛、右侧辅助运动区（supplementary motor area，SMA） 和 右 侧 颞 顶 联 合 区 （temporoparietal junction，TPJ）的皮质厚度显著降低，且与共情相关，如IFG、脑岛与情绪共情相关，而SMA、TPJ与认知共情相关。这提示精神分裂症共情相关脑区皮质厚度降低可能参与共情损害的脑神经机制。

除了结构成像技术，功能磁共振研究在精神分裂症共情障碍中也得到广泛应用。研究发现精神分裂症患者在完成共情任务时相关脑区激活明显降低，尤其在认知共情上更加明显[2]。HORAN等[20]发现，临床稳定期精神分裂症患者在IRI上的得分与共情相关脑区激活呈负相关。SMITH等[2]在稳定期精神分裂症患者功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging,fMRI）研究中发现，患者组在情绪观点采择（emotional perspective-taking，EPT）——认知共情任务上的得分显著低于正常对照组，并且在完成该任务时，右侧TPJ、右侧SMA、双侧IFG、右侧楔前沟等脑区激活低于正常对照组。VISTOLI等[21]对稳定期精神分裂症患者疼痛共情的研究发现，患者组在想象他人疼痛时，双侧TPJ（延伸至前颞上沟）激活显著低于正常对照组，这提示精神分裂症患者观点采择能力受损可能与TPJ激活降低相关。此外，DERNTL等[11]通过fMRI研究发现，稳定期患者组在情绪识别（emotion recognition，ER）、EPT 和情感反应（affect response，AR）3个共情任务上得分均显著降低，且完成ER任务时左侧丘脑、双侧IFG等脑区激活减弱，完成EPT（共情认知成分）任务时双侧IFG、右侧楔前叶、右侧丘脑等脑区激活减弱，完成AR（共情情绪成分）任务时双侧中扣带回皮层、左侧后扣带回皮层、左侧楔前叶等脑区激活减弱。因此，精神分裂症患者在共情相关脑区，如额颞叶、眶额叶等，存在一定程度的功能激活异常，未来的研究需进一步进行探索验证。

功能连接研究发现，精神分裂症患者在共情任务下，额叶皮层与其他脑区之间的功能连接存在异常，进一步揭示精神分裂症患者共情障碍机制[22]。EACK等[23]发现稳定期精神分裂症患者在完成视觉观点采择任务 （认知共情）时，内侧前额叶—内侧颞叶之间存在异常功能连接。ABRAM等[22]通过静息态fMRI探讨稳定期精神分裂症患者额—颞叶功能连通性与认知共情的关系，发现患者组与正常对照组之间在额颞叶的3条通路上（内侧前额叶—前扣带回—颞上回—TPJ—颞极；内侧前额叶—前扣带回—眶额叶；眶额叶—颞上回—TPJ—颞极）连通性没有显著差异，但是两组在前两个通路上的连通性与认知共情显著相关，正常对照组中与其呈正相关，患者组中呈负相关。以上研究结果均提示，精神分裂症认知共情受损可能与额—颞叶的功能连通性异常有关。综上所述，神经影像学研究提示精神分裂症共情损害可能与脑结构改变、脑功能激活降低和脑功能连通性异常有关，这些研究结果可作为未来识别精神分裂症患者共情障碍的临床参考依据。

2.3 遗传学研究 精神分裂症与遗传因素密切相关。Meta分析显示，认知共情与情绪共情具有不同的病因，但都有适度的遗传性[24]。研究表明，催产素是共情的遗传学基础。MONTAG等[25]对稳定期精神分裂症患者研究发现，催产素受体基因rs2254298位点上携带1个或者2个A等位基因的患者比携带2个G等位基因的患者显示出更高的共情能力（情绪共情），这表明催产素受体基因rs2254298位点上的基因变异可能参与情绪共情加工。

多巴胺在社会互动中的作用表明多巴胺能基因可能在共情中起关键作用，脑内与多巴胺递质对应的基因是儿茶酚-O-甲基转移酶（COMT）基因，位于染色体 22q11.2区，既往研究表明该区域与精神分裂症相关[26]。研究发现，COMT基因变异对多巴胺能传输具有重要影响。POLETTI等[25]研究 COMT Val（108/158）Met基因型对精神分裂症共情存在影响，相比于Met/Met携带者，携带Val/Val的稳定期患者在IRI中个人痛苦分量表上得分更高，在执行共情任务时前扣带回皮层等共情相关脑区的激活更弱。因此，精神分裂症患者共情损害可能与COMT基因变异引起的多巴胺能神经传递异常相关。

另外，O’DONOVAN等[27]发现位于锌指蛋白 804A（zincfinger protein 804A，ZNF804A）基因内含子 2的rs1344706位点多态性与精神分裂症密切相关。WALTER等[28]通过fMRI对携带精神分裂症风险等位基因的健康人群研究发现，携带风险等位基因的被试，在完成认知共情任务时背内侧前额叶、左侧TPJ、后扣带回皮层、左侧IPL等脑区激活更弱，此外，携带风险等位基因的被试在额—颞叶、额—顶叶之间功能连接存在异常。这些结果说明精神分裂症的共情障碍与ZNF804基因多态性有关。因此，精神分裂症共情障碍与催产素受体、多巴胺受体以及锌指蛋白基因相关，具有一定的遗传学基础。但由于研究较少，未来需要进一步探索其他基因在精神分裂症共情障碍中的作用。

3 小结与展望

共情损害是精神分裂症常见、重要的临床表现，但其发生机制仍不明确。基于神经电生理及影像学技术探究其损害的神经机制具有重要意义，同时可为临床干预提供理论依据。此外，未来研究可开发新型行为学范式以区分共情不同成分，为临床医生识别精神分裂症共情障碍患者提供基础；结合神经调控技术，如经颅磁刺激，精准定位干预共情相关脑区，探索改善精神分裂症患者共情障碍的新方法；建立精神分裂症患者遗传资源数据库，寻找与共情相关易感基因，为揭示精神分裂症共情障碍提供生物学基础。

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