病人心情不好怎么办注意缺陷多动障碍的特征——皮质成熟延时

2021年1月19日发(作者：叶如棠)
论文翻译


Attention- deficit/hyperactivity disorder is characterized by a delay in cortical maturation

注意缺陷多动障碍的特征——皮质成熟延时



等人，
2007
，
PNAS, 104, 19649-19654

摘要


至今关于注意缺陷多动障碍（
ADHD
）
的发病基础——大脑发育紊乱尚存在争论。特别是我
们尚不清楚这一障碍是因为大脑发育的延 时或者是因为典型大脑发育的时序整体异常。
我们
采用了数字神经解剖技术（
comp utational neuroanatomic technique
）来评估
223名
ADHD
患
儿和
223
名正常对照的皮质厚度，
通过 分析
824
张磁共振扫描中超过
40000
个皮质位点。
在
这么大的样本中，
我们就可以确定每一个皮质位点的发育轨迹，
描绘出皮质厚度在儿童期的增加和成人期的减少，以此作为皮质发育的指标。我们发现正常儿童和
ADHD
的皮质发育
的过程是类似的——原始感觉区域的皮质厚度比多模式（
ploymodal
）高级（
high-order
）相
关皮质区域更早达到峰值。
然而，
ADH D
整个大脑来的皮质发育存在明显的延时：
50%
的皮
质位点发育达到峰值的 平均年龄是
10.5
岁（
SE
0.01
）
，而正常儿童则 是
7.5
岁（
SE0.02
）
。
这一延时在对认知控制加工 （包括注意和动作计划（
motor planning
）
）至关重要的前额叶皮质最为明显。此前未有关于
ADHD
患者区域皮质发育延时的神经解剖学证据的报道。


注意缺陷多动障碍是儿童时期最常见的神经发育性障碍，学龄期的发病率为
3%-5%
[1]
。自
从它被人们认识以来，
学术界一直存在着关于 其病因学的争论——它到底是大脑发育的延时
引起的，还是典型发育模式的整体异常引起的
[2 ]
。一些研究发现
ADHD
在休息时或在完成
认知任务时，
他们的大 脑活动与稍年幼的典型发育儿童相似
[3-5]
。
然而，
其他采用脑电方法< br>的定量差异神经生理学的研究表明，
ADHD
主要是典型发育的异常
[6-10 ]
。


在前期的纵向研究中，我们发现
ADHD
和正常儿童脑叶灰质体积（
gray lobar volume
）的平
行轨迹，但是这种脑叶测量并不能发现叶下（
sub lobar
）水平的成熟差异
[11]
。因此我们在
本研究中采用具有精确空 间解析度（
exquisite spatial resolution
）的皮质厚度来定义 皮质发展
的轨迹。
我们选用皮质厚度的原因是它既可以获得皮质柱状结构，
又对典型发 育和临床人群
的发育变化敏感
[12-15]
。


446
名儿童中的大多数完成了两次以上的神经解剖学成像检测——
112
（
25%
）扫描了
2
次，
88
（
20%
）扫描了
3
次，
30
（
7%
）扫描了
4
次或
4
次以上，两次扫描之间的间隔时间平均
为
2.8
年。这些纵向数据可以用混合模型回 归（
mixed-model regression
）的方法与跨段数据
（
cross-sectional
）进行组合，从而对发育性变化建模，而纵向数据又特别有意义。对于皮质
厚度而言，
用来描 述其变化的最简单的轨迹是一条直线。
而更复杂的模式则包括了皮质厚度
增加和减少的差异相（
distinct phase
）
：平方模型（
quadratic mod el
）有两个这样的相位（通
常是一开始升高，然后达到峰值，然后下降）
，立方模型 （
cubic
model
）有三个相位。从这
些发育曲线中获得的特征通常 被用作为发育指标，如曲线转折点的年龄
[16
，
17]
。当涉及皮
质改变时，
皮质厚度峰值到达的年龄——即皮质厚度的上升曲线开始转为下降时——可以作
为一 个特别有用的指标。


因此我们比较了正常儿童和
ADHD
患者皮 质厚度达到峰值的年龄，以此来确定它是否是由
于皮质成熟迟缓造成的。


结果


由皮质厚度达到峰值的年龄所反映的皮质发育的时间序列，
采用平方模型较为适合，
研究发
现
ADHD
和正常儿童的时间序列是类似的。
在额叶皮质，
上部
（
superior
）
、
前中央
(precentral)
和极部
(polar)
区域的皮质厚度首先达到峰 值，
然后是向心
（
centripetal
）
方向的前额叶皮质中< br>央。在颞叶，颞中叶和颞上叶的后部先达到峰值，然后是颞前叶皮质。在枕叶，
ADHD
和
正常儿童都很早就到达高峰，
而此后基本上没有什么变化。
顶叶区域的皮质变化比较 是非常
复杂的，因为采用平方模型时该区域存在明显的组间差异。


然而，
尽管整体上的发育形式是类似的，
但是仍然存在时间上明显的诊断学差异。
如果确定< br>峰值年龄，
ADHD
组整体上达到峰值的时间要晚于典型发育的儿童
（见图2
）
。
Kaplan- Meier
曲线显示
50%
皮质位点达到峰值的平均年龄（
median
age
）
，
ADHD
是
10.5
岁（
SE
0.01
）
，
正常儿童是
7.5
岁（
SE 0.0 2
）
。差异最明显的位于前额叶皮质中部，
ADHD
组达到其峰值厚
度的时间约比正常儿童晚
5
年，
前额叶皮质的上部和中部延时的程度较小，
约 为
2
年。
前额
叶皮质区域的
Kaplan-Meier
曲线 提示，尽管两组达到皮质厚度的进度类似，但是
ADHD
的
平均年龄（
10. 4
岁，
SE0.02
）晚于正常儿童（
7.5
岁，
SE0. 02
）
。其次，双侧颞叶的中央部和
上部、以及枕叶也存在着明显的发育延时，
ADHD
的平均年龄是
10.6
岁（
SE
0.04
）
，而正
常对照组是
6.8
岁（
SE 0.08
）
。


值得一提的是，
ADHD
原始运 动皮质区域的皮质厚度达到峰值的平均年龄（
7
岁，
SE 0.16
）
要早于正常儿童（
7.4
岁，
SE 0.12
）
。


这一结果是将运动伪迹进行回归方程处理后产生的 （见图
5
和图
6
）
。


讨论


ADHD
的皮质发育较正常儿童延时数年。然而，两组被试的不同脑区发育的顺序， 即从原
始感觉和运动皮质开始，然后是高级相关区域的皮质（
high-order
association
areas
）
，提示
ADHD
是 发育的延时而不是皮质发育的异常（
deviance
）
。这一发现与其他神经发育性 疾病
如自闭症正好相反，
自闭症患者的大脑生长曲线随着年龄轴发生戏剧性的右偏，
从 而导致大
脑容积早于正常儿童达到峰值
[18
，
19]
。


ADHD
的皮质发育延时主要位于前额叶皮质的侧部，这一区域与很多关于该疾病的 报道中
提到的结构上差异相符
[11
，
20]
，特别是上部和背外侧 前额叶区域
[21-23]
。前额叶皮质支持
了很多认知功能，比如抑制不适当的反应 和想法
[24-25]
，注意的执行“控制”
[26]
，奖励可
能性 （
reward contingencies
）的评估
[27
，
2 8]
，高级运动控制
[5]
和工作记忆
[29]
。这些认知功
能的缺陷都与
ADHD
的发病机制（
pahtogenesis
）有关[30]
，很多研究中都发现
ADHD
儿童
的前额叶皮质活动降低
[10]
。


颞叶也存在明显的发育延时，
主要位于颞上回和颞 中回的后部，
左侧相对呈圆圈状，
右侧相