电痉挛治疗（ECT）被认为是治疗难治性精神病的一种有效手段，其背后的可能机制涉及神经可塑性和神经炎症等多种因素。动物研究表明，ECT可以引发神经发生、突触生成、血管生成和轴突重塑等变化，特别是在海马体等边缘系统区域。在人类的研究中，结构性MRI已经被用于探索ECT引起的脑部变化，这些变化主要发生在如海马体、杏仁核等边缘系统区域。然而，尽管已有研究揭示了ECT对边缘系统的结构性影响，与症状改善的关联性仍不明确。本研究通过MRI纹理分析技术，探讨了这些区域的微结构可塑性变化，进一步验证ECT对精神病治疗的神经可塑性假说。

该研究包括三个组别的参与者：接受ECT和药物联合治疗的精神分裂症或分裂情感障碍患者、仅接受药物治疗的患者以及健康对照组（HC）。在ECT组中，患者在首尔国立大学医院住院期间接受了2至3次每周的ECT治疗，治疗持续至症状改善。研究期间，所有参与者接受了T1加权MRI扫描，ECT组患者在治疗前后均进行了MRI扫描，而药物组患者在等效时间点进行了相同的扫描。研究主要分析了边缘系统的灰质结构，包括海马体、杏仁核、伏隔核、腹侧间脑、前扣带回和旁海马回的灰质体积以及通过灰度大小区矩阵（GLSZM）计算的MRI纹理特征。

在数据分析中，GLSZM纹理特征用于量化灰质区域内相邻体素间的灰度级别一致性。为了减少特征维度问题，研究通过主成分分析（PCA）选择了五个代表性特征，包括高灰度区强调、大面积强调、小面积强调、灰度方差和大面积低灰度区强调。随后，采用重复测量混合模型评估组别与时间的交互效应，并进行临床变量与纹理特征的重复测量相关分析。

图1：ECT治疗组与药物组中左海马体和右杏仁核GLSZM大面积强调特征的显著组别-时间交互效应

研究纳入了36名接受ECT和药物联合治疗的患者、27名仅接受药物治疗的患者以及70名健康对照者。在ECT组中，海马体和杏仁核的纹理特征发生了显著变化，尤其是左海马体和右杏仁核的大面积强调特征。在治疗后，ECT组的这些纹理特征趋向于接近健康对照组的值，而药物治疗组则未见显著变化。此外，纹理特征的变化与精神病症状改善呈负相关。在ECT组中，左海马体的大面积强调特征变化与PANSS量表中的一般心理病理学评分改善显著相关，而右杏仁核的变化与PANSS总分、各个子量表以及CGI严重程度评分的改善均显著相关。

在体积变化方面，ECT组的双侧海马体、双侧杏仁核和双侧前扣带回灰质体积也显示出显著的组别-时间交互效应，ECT组患者这些区域的灰质体积增加，而药物治疗组未见明显变化。特别是双侧海马体和杏仁核的体积增加被认为与ECT诱导的神经可塑性变化相关，进一步支持了ECT的治疗作用。

图2：ECT治疗组中左海马体和右杏仁核GLSZM大面积强调特征与PANSS量表评分变化的相关性

本研究首次通过MRI纹理分析证实了ECT对精神病患者边缘系统核心区域的微结构变化，并揭示了这些变化与临床症状改善之间的关联。研究发现，左海马体和右杏仁核的大面积强调特征在ECT后发生显著变化，这些变化与精神病症状的改善密切相关，进一步支持了ECT的神经可塑性假说。此外，研究表明这些区域的体积增加也与ECT的治疗效应相关。总之，本研究结果为ECT作为一种有效的神经调节治疗手段提供了新的证据，并指出海马体和杏仁核可能是未来针对精神病神经调节技术的重要靶点。

原始出处：
Choe, E., Kim, M., Choi, S., Oh, H., Jang, M., Park, S., & Kwon, J. S. (2024). MRI textural plasticity in limbic gray matter associated with clinical response to electroconvulsive therapy for psychosis. Molecular Psychiatry, https://doi.org/10.1038/s41380-024-02755-7