双相情感障碍（BD）和精神分裂症（SCZ）是复杂、异质性的精神障碍，表现为精神症状和受损的执行功能。这些疾病及其主要症状被认为反映了功能性脑网络之间的相互作用的破坏，包括默认模式和前顶叶网络。

许多以前的研究使用了“静态”的功能网络结构，在几分钟的扫描中估计了这些破坏，但由于大脑内部通讯是动态的，而且在短时间窗口内波动，因此我们对支持这些障碍的神经相关因素的理解可能不完整。

近来出现了一种新的方法，可以以脑状态（即反复出现的脑激活和连接模式）的形式捕捉这些额外的时间信息。与健康对照组相比，这些障碍的个体表现出异常的转换和逗留时间。脑动态变化还与这些群体的精神症状相关，包括升高的自杀风险、精神症状严重程度和幻觉。然而，这些研究主要将一个状态分配给每个时间单元，尽管在给定的时间窗口中的活动或连接模式可能反映了几种模式的组合。

为了解决这个限制，2023年4月07日Biological Psychiatry杂志上发表的这篇文章同时评估多个大脑状态，揭示了BD和SCZ中异常大脑动力学的复杂性。研究人员开发了一种新方法，估计每个时间点反映多个共存状态的程度。首先，他们应用非线性流形学习和2步扩散映射（2sDM）将基于任务的fMRI数据从人类连接组计划（HCP）投影到低维空间。随后，他们在多个fMRI任务中识别了可重复的脑活动模式。然后，他们使用非负最小二乘回归将这些重复的脑活动模式扩展到两个不同的国际数据集。

研究人员发现，与健康对照组相比，BD和SCZ患者在休息期间的脑动态（即整体状态参与度和参与度变异性）存在异常。次要分析使用了来自任务转换范式的fMRI数据，以进一步调查临床人群中的状态转换，并将改变的脑状态动力学与临床症状联系起来。

 

原始出处：

Ye J, Sun H, Gao S, et al (2023) Altered Brain Dynamics Across Bipolar Disorder and Schizophrenia During Rest and Task-switching Revealed by Overlapping Brain States. Biol Psychiatry S0006-3223(23)01194–0. https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2023.03.024

Tags： Biol. Psychiatry：共存脑状态揭示双相情感障碍和精神分裂症的脑动态改变