脑部扫描揭示ADHD的两种不同生理亚型
Via：Pixabay
作者 | Karina Petrova
翻译 | jiyuzhixia
审校 | 酷炫脑
美工 | Jenny
编辑 | 加薪
新研究表明，注意力缺陷多动障碍（ADHD）实际上至少由两种不同的脑部结构亚型组成，每种亚型都具有独特的生理特征和行为症状。
一项新研究表明，注意力缺陷多动障碍（ADHD）实际上至少由两种不同的脑部结构亚型组成，每种亚型都具有独特的生理特征和行为症状。这些结构差异表明，患者最终可能从基于其特定生理特征的高度个性化诊断和治疗策略中受益。该研究发表于《General Psychiatry》期刊。
注意力缺陷多动障碍（ADHD）是一种非常常见的神经发育障碍，影响着全球的儿童和青少年。患者通常表现出多种症状，这些症状大致可分为注意力不集中、多动和冲动等类别。由于不同儿童的症状表现各异，医疗专业人员会根据这些相互重叠的行为，将其分为几种临床表现形式。
为了了解这种疾病的生理根源，研究人员经常使用磁共振成像（magnetic resonance imaging, 简称MRI）来观察大脑结构。这种非侵入性技术利用强磁场和无线电波，生成中枢神经系统的详细三维图像。科学家专门利用这些图像来检查灰质——大脑中颜色较深、包含神经元主要细胞体的组织。
灰质是人类大脑的主要处理中心，负责传递感觉信息、控制自主运动，并管理记忆、情绪等复杂功能。这一重要组织的任何结构变化，都可能深刻改变一个人的认知能力和日常行为。
研究这种障碍的科学家通常会关注特定大脑区域的结构变化，例如前额叶皮层、杏仁核和海马体。前额叶皮层负责计划、决策和冲动控制等执行功能；杏仁核和海马体则深度参与情绪调节、记忆储存和奖励加工。过去，关于这种障碍的脑部成像研究得出了高度不一致的结果。当研究人员将患病儿童与神经发育正常儿童的脑部扫描结果进行比较时，生理差异往往显得模糊或相互矛盾。
中国山东第一医科大学的研究员钟天正（Tianzheng Zhong）希望找出这些混合结果背后的原因。钟天正及其研究团队怀疑，现有的临床分类未能充分捕捉患者大脑的生理差异。他们假设，这种疾病存在隐藏的生理亚型，这些亚型对应着不同的脑部结构变化模式。
为了验证这一想法，钟天正和研究团队分析了来自大型公共数据库的结构MRI数据。他们对信息进行了严格筛选，排除了图像质量差或临床记录不完整的扫描结果。最终样本包括135名被诊断患有该障碍的儿童和青少年，以及182名作为对照组的神经发育正常青少年。
起初，研究人员将所有确诊患者的整体灰质与神经发育正常对照组直接进行比较。在这种广泛比较中，灰质的差异在统计上并不显著。研究团队指出，这种疾病多样的生理表现可能导致相反的结构变化在分析过程中相互抵消。
为了克服这一障碍，该团队使用了先进的机器学习算法，纯粹根据患者的大脑解剖结构对其进行分组。这种计算工具会筛选大量解剖学数据，找出人类观察者可能忽略的隐藏生物模式。该算法成功在患者群体中识别出两种不同的生理亚型。
将患者分为这两个类别后，不同的生理和行为模式逐渐显现。研究人员注意到，从这些新分组的角度来看，之前相互矛盾的数据开始变得合理。每种亚型都表现出独特的脑容量变化特征和行为倾向。
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第一种亚型的特征是大脑多个区域的灰质增加。研究人员进一步观察发现，这些生理上的增加主要集中在额叶区域和小脑。额叶区域负责工作记忆等高级认知功能，而小脑则负责注意力和运动协调。
在行为上，第一种亚型的患者最突出的问题是严重的注意力不集中。研究人员指出，该组的结构变化与无法维持注意力密切相关，这些特定大脑区域的生理增长似乎直接影响了患者的注意力持续时间。
第二种亚型呈现出几乎相反的生理状态。与神经发育正常对照组相比，该组患者的灰质出现了广泛的减少（即萎缩）。这种组织损失在双侧小脑、额叶区域和海马体中尤为明显。海马体是一种特殊的大脑结构，深度参与记忆形成、空间感知和内在动机。在第二种亚型中，这些区域的结构衰退与更高的整体疾病严重程度相关，这些患者既表现出注意力不集中的症状，也表现出高度的多动或冲动行为。
确定这两种亚型后，研究人员希望探索随着疾病恶化，这些脑部变化可能如何发展。由于无法对同一批儿童进行多年跟踪，他们使用了一种数学技术来模拟疾病的时间线。他们按照症状严重程度（从轻微到严重）整理脑部扫描结果，创建了一个伪时间序列。
通过这种方式整理数据，该团队能够进行因果网络分析。这种统计方法有助于确定哪些大脑区域可能驱动与特定症状相关的生理变化。他们观察了随着症状加重，一个大脑区域的变化如何可靠地预测另一个区域的变化。
对于第一种亚型，这种渐进式分析显示，特定大脑节点与注意力不集中的行为领域之间存在密切关联。数据表明，注意力功能障碍是这些儿童的主要生理损伤，额叶区域和小脑是这些级联结构变化的主要枢纽。
对于第二种亚型，因果网络分析揭示了更广泛的结构连接模式。这些儿童的生理变化由多个行为领域驱动，包括严重的多动和冲动。这种广泛的模式反映了第二组患者整体疾病的严重性更高，其中海马体是主要枢纽。
尽管该研究提供了一种新的疾病分类方法，但研究人员指出他们的方法存在一些局限性。他们使用的数据是横断面的，这意味着它只提供了每个儿童大脑在某个时刻的单一快照。基于症状严重程度的模拟时间线可能无法完美捕捉疾病随儿童年龄增长的自然发展过程。
为了证实这些渐进模式，未来的研究需要对同一批儿童进行数年的跟踪。纵向研究将使科学家能够实时观察这些脑部结构变化的发生过程。观察大脑的生长和变化，对于充分理解神经发育障碍至关重要。
如果未来的研究能够验证这些发现，它们最终可能会改变医生诊断和治疗这种疾病的方式。目前，这种障碍通常采用统一的治疗方法，但这些不同的生理亚型表明，个性化干预可能会非常有效。了解儿童特定的大脑结构，有助于医生选择最合适的治疗方案。
第一种亚型的患者可能从针对性的认知训练中获益最多，这种训练旨在加强他们的注意力网络。由于他们的主要症状是注意力不集中，专注于培养工作记忆和注意力的治疗方法可能会非常有益。这种方法直接针对其特定大脑亚型中起作用的生理机制。
相反，第二种亚型的患者可能需要完全不同的疾病管理方法。由于他们经历了广泛的灰质损失和更高的整体严重程度，可能需要更密集的药物和行为治疗组合。根据这些不同的神经解剖学特征定制治疗方案，可能会为精神病学的精准医疗新时代铺平道路。
Via：《Adventure Time》
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参考文献
1.https://www.psypost.org/brain-scans-reveal-two-distinct-physical-subtypes-of-adhd/
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原标题：《脑部扫描揭示ADHD的两种不同生理亚型》