这是一篇关于青春期早期青少年奖赏预期神经发育的纵向研究,发表于2026年的期刊《Developmental Cognitive Neuroscience》。主要作者为Yating Huang、Hui Xu、Wanling Zhang、Jingwen Jin、Ying Li与Chao Yan,其中Ying Li(来自首都医科大学附属北京儿童医院心身医学科)与Chao Yan(来自华东师范大学心理与认知科学学院)为共同通讯作者。该研究旨在揭示抑郁症与精神病高风险青少年在奖赏预期(reward anticipation)过程中脑区激活的纵向发展轨迹,并探讨其跨诊断(transdiagnostic)的共享与特异性神经机制。
奖赏加工(reward processing)被认为是跨越多种精神疾病的跨诊断核心构念,其中的奖赏预期阶段尤其关键。已有证据表明,抑郁症患者常表现出包括预期性与消费性奖赏反应在内的广泛迟钝,而精神分裂症谱系障碍患者则主要表现为奖赏预期阶段的特异性缺损,消费性愉悦相对保留。青春期是前额叶、边缘系统和纹状体等奖赏相关神经环路快速发育和重塑的关键期。这一时期对神经发育的扰动极为敏感,可能是精神疾病易感性形成和早期症状出现的重要窗口。然而,以往研究多为横断面设计,缺乏对抑郁症和精神病高风险青少年进行纵向、跨诊断的直接比较。为填补这一空白,本研究试图回答两个核心问题:第一,在青春期早期,抑郁症高风险、精神病高风险以及健康对照青少年的奖赏预期神经反应如何随时间演变?第二,不同风险组之间在奖赏相关脑区激活的变化模式与变化速率上存在何种差异?
研究利用了来自青少年大脑认知发展(ABCD)研究5.1版本的纵向数据,包含了1839名青少年在基线、2年随访和4年随访三个时间点的功能性磁共振成像(fMRI)数据。研究对象的平均基线年龄约为9.5岁。根据在整个研究期间任何时间点出现的亚临床症状,参与者被划分为四个组:健康对照组(HC,1380人)、抑郁症高风险组(HR_DEP,217人,定义为儿童行为量表CBCL中抑郁问题分量表T分≥65)、精神病高风险组(HR_PSY,202人,定义为前驱期问卷简版儿童版PQ-BC总分高于样本平均值一个标准差以上),以及抑郁症与精神病共病高风险组(HR_COM,40人)。所有被试均完成了金钱激励延迟(MID)任务,该任务通过对比“预期赢取大额奖励”与“中性”条件的脑激活,专门考察奖赏预期阶段的神经活动。
在数据分析流程上,研究人员首先对每个组别、每个脑区的时间发展轨迹进行建模比较。研究涵盖由Destrieux皮层图谱和FreeSurfer自动分割所定义的178个感兴趣区(ROI)。利用多重线性回归,通过拟合零模型、线性模型和二次模型,并使用赤池信息准则(AIC)和贝叶斯信息准则(BIC)及似然比检验(LRT)来确定最佳拟合模型,从而判断脑区激活随时间呈线性、二次曲线变化,还是无显著变化。随后,通过计算估计边际均值并进行配对比较,检测各时间点上四个组别之间的横截面脑区激活差异。最后,为了揭示发育速率的组间差异,研究团队计算出每个具有显著纵向变化的脑区在不同时间间隔(基线与第2年间、第2年与第4年间)的发育斜率,并在组间进行比较。整个过程中,性别被作为协变量控制,并使用非参数自举法估计置信区间,以增强结果的稳健性。
研究结果显示,在健康对照组中,奖赏预期相关的神经激活呈现出广泛的线性增加模式,覆盖了包括额上沟、额中沟、眶下沟、直回等前额叶区域,前、后扣带回和岛叶长、短回等边缘/岛叶区域,以及苍白球、伏隔核、壳核等纹状体区域。其中,左侧额中回和右侧伏隔核的激活变化符合二次曲线轨迹。这表明正常青少年在青春期早期经历了奖赏环路的广泛、协调性成熟。与此相对,各高风险组表现出显著不同的发育模式。抑郁症高风险组的前额叶线性增长范围显著缩小,仅限于右侧眶下沟、眶沟等少量区域,未出现二次发育效应;在其边缘区,右侧海马旁回出现了“先增后减”的二次曲线变化,且右侧海马旁回和胼胝体下回呈现线性增加。精神病高风险组的前额叶和岛叶/扣带回线性变化区域也较健康组少,例如仅见于左侧额上沟和右侧岛叶,而在纹状体,则特异地表现为左侧伏隔核激活的线性减低。值得注意的是,共病高风险组在任何奖赏相关脑区均未发现显著的纵向发育变化。在组间比较中,基线期,抑郁症高风险组在右侧中央前沟下部的激活便低于对照组。到4年随访时,抑郁症高风险组在右侧眶下沟的激活明显减低,精神病高风险组则表现出左侧伏隔核的显著低激活,而共病高风险组在左侧直回呈现出跨诊断的激活下降。发育速率分析揭示了更多细节:与对照组相比,抑郁症高风险组在右侧眶下沟和右侧胼胝体下回呈现出更陡峭的激活下降斜率,并在右侧海马旁回表现出更平缓的上升斜率。精神病高风险组则在前述前额叶和边缘区域表现出减弱的发育变化,并在左侧伏隔核出现相对对照组的增长减缓。
本研究的一项重要结论是,在青春期早期,奖赏预期相关的神经发育异常在不同精神疾病风险下主要遵循“疾病特异性”轨迹,而非普遍共享的模式。抑郁症风险以“前额叶-边缘系统”的失调为核心特征,具体表现为眶额皮层、胼胝体下回和海马旁回的异常激活和发展路径。这种模式与成年抑郁症研究中发现的内侧/眶额皮层及胼胝体下扣带回作为情感价值评估和心境调节的核心枢纽的功能异常相一致。精神病风险则以“纹状体功能障碍”为标志,其左侧伏隔核在奖赏预期时的低激活及发育迟滞,映射了成年精神分裂症研究中关于腹侧纹状体多巴胺能信号异常和动机驱动减弱的理论。而共病高风险组中最突出的发现是左侧直回激活的减弱,这种定位于腹内侧前额叶(vmPFC)的变化可能是跨抑郁症和精神病风险的共同神经易感性标志,代表了在奖赏预期中与价值表征和整合功能相关的共享缺损。这些发现强调了从发展精神病理学视角出发,早期奖赏预期环路的异常发育模式可能是精神疾病易感性的早期神经标志,为未来疾病的早期识别和针对性预防提供了潜在的客观指标。该研究的价值在于其大规模的纵向设计、对早期青少年这一关键窗口的关注以及跨诊断的直接比较,将成人精神疾病中已知的奖赏环路异常向前追溯至发病前的发展早期,并初步揭示了不同风险路径下神经发育改变的异质性。