Lifespan brain structural variation reveals shared organization across mental health conditions
通过对分布于六大洲的2.2万多名个体进行分析，本研究表明，不同精神健康状况下的结构性大脑偏差遵循受大脑内在架构约束的系统性组织方式，揭示了能够调和个体差异与共同神经生物学机制的跨诊断脆弱性。
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人类大脑并非一个静态器官；它从童年到老年都在持续变化，以一种因人而异的方式不断生长并完善其结构。当科学家研究精神健康状况（如精神分裂症、自闭症或抑郁症）时，往往会发现一个令人困惑的现象：具有相同诊断的人可能拥有非常不同的脑结构，而具有不同诊断的人可能共享相似的大脑特征。这使得理解大脑内部究竟发生了什么变得十分困难。多年来，研究人员一直试图寻找一条共同的线索，探究这些多样化的疾病是否实际上遵循着某种隐藏在个体差异之下的、共同的底层模式。为了回答这个问题，科学家们开发了一种绘制大脑正常生长图谱的方法，创建了一种标准图表，展示了大脑特征如何随年龄和性别而变化。通过将个人的大脑与这一标准进行比较，他们可以精确地测量出这个人的大脑偏离预期路径的具体程度。
一个由研究人员组成的庞大国际团队，通过名为 ENIGMA 联盟的全球协作，决定利用这种方法来研究超过 22,000 人的大脑。他们收集了来自六个大洲、172 个不同扫描站点的的数据，其中包括超过 10,000 名被诊断患有一种主要精神健康状况的个体，以及近 12,000 名未患有此类疾病的人。研究的病种包括精神分裂症、自闭症、双相情感障碍、强迫症、广泛性焦虑和重度抑郁症。研究人员专注于大脑结构的三个特定测量指标：大脑外层的厚度、该层的表面积以及深层大脑结构的体积。他们并没有仅仅比较组间的平均值，而是计算了每个人的大脑与其年龄和性别对应的典型生命轨迹之间的差异。这使得他们能够观察到每位参与研究者的独特“偏差指纹”。
该团队发现，这些偏差并非随机产生的。尽管受影响的具体大脑区域因人而异，但这些差异倾向于聚集在贯穿大脑架构的两条主要且可预测的路径上。其中一条路径从大脑的情绪和记忆中心延伸至位于顶部和后部的高级思维区域。另一条路径则从处理基本感觉和运动的区域运行至整合信息的复杂联络区。这些路径反映了大脑的自然组织形式，体现了不同区域之间是如何相互连接以及如何随时间成熟的。研究人员发现，大脑内在的布线就像一个支架，无论一个人携带何种具体的诊断，都引导着结构变化发生的位置和方式。
研究还表明，虽然平均而言大脑的变化是细微的，但某些个体在特定区域表现出了极端的偏差。这些极端的改变是罕见且高度个体化的，这意味着即使是患有相同诊断的两个人，其极端变化也可能发生在完全不同的脑部位置。然而，即使是这些罕见的极端变化也不是随机散布的。它们往往发生在与其他许多部分紧密连接的区域，形成了一个共现变化的网络。这表明，当大脑被推向极限时，其变化仍然遵循大脑的自然连通性，集中在连接不同系统的枢纽部位。
或许最令人震惊的发现是不同诊断之间存在着多大的重叠。当研究人员比较不同疾病患者的大脑结构时，他们发现这些大脑偏差的分布极其相似，在许多大脑区域中，重叠率往往超过 90%。诊断之间的差异并不在于完全不同的脑区，而是在于沿着这些共同路径变化的程度和方向。这些疾病在涉及复杂思维和社会处理的联络区最为不同，但在处理基本感觉和运动的区域则几乎无法区分。这表明，精神健康状况并不是具有独特生物学特征的截然不同的独立类别，而是代表了大脑变异光谱上的不同点。
研究人员还观察了这些大脑模式是否与患者的病情严重程度相关。他们发现，对于几种疾病而言，患者症状越严重，其大脑沿着这些共同路径的偏差就越强。这种联系在不同诊断之间同样成立，表明疾病的严重程度与沿这些共同轴线的结构变化幅度有关。研究并未发现大脑的变化是由特定的诊断标签引起的，而是认为诊断反映了大脑结构的一种更广泛、更系统性的变异的具体表现。
这项工作挑战了传统的观点，即精神健康状况是具有独特生物学原因的独立疾病。相反，它表明大脑自身的架构限制了精神健康状况的表现方式。大脑的自然组织（包括其区域如何相互连接以及如何在生命周期内发育）创造了一套受限的、被改变的方式。当一个人出现精神健康问题时，其大脑会沿着这些预先存在的脆弱路径发生变化。这并不意味着所有疾病都是相同的，而是意味着它们共享一个共同的神经生物学基础。这些发现提供了一个理解精神疾病的新框架，使我们从僵化的分类转向一种更综合的视角，承认多样化症状背后共享的生物学根源。通过理解这些共同模式，科学家希望最终能够开发出更好的方法，根据个人在这一共享的大脑变异景观中的具体位置，来预测风险并量身定制治疗方案。
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