強迫症患者有較低的突觸密度,與認知功能障礙有關

18F-SynVesT-1 SV2A 正子斷層掃描,首次在人類強迫症(OCD)中直接觀察突觸密度下降的證據,並連結到抽象概念化等認知缺損。

General Psychiatry 2024;37:e101208 28 位未用藥 OCD 成人 vs 16 位健康對照 18–40 歲,3D T1 MRI + 18F-SynVesT-1 PET
臨床一句話
這項研究支持:OCD 不是只有「功能亢進」,也伴隨特定迴路的突觸流失,而且突觸密度越低,抽象概念化能力越差,為未來針對「突觸與網路」的治療策略提供了生物學標靶。
研究在問什麼?得到了什麼答案?

過去 OCD 研究多聚焦於皮質–紋狀體–丘腦–皮質(CSTC)迴路的體積、代謝或功能亢進;這篇研究進一步追問:在活體人類中,OCD 的「突觸密度」是否真的較低?又是否與認知缺損有關?

Q1 OCD 患者的 18F-SynVesT-1 SV2A 結合程度,是否低於健康對照?(代表突觸密度下降)
Q2 哪一些腦區的突觸密度下降最明顯?是否集中於 CSTC 迴路?
Q3 突觸密度下降,是否與 WCST 中的抽象概念化、類化與認知彈性受損有關?
關鍵發現 1
CSTC 迴路多處腦區突觸密度顯著較低
包含雙側殼核(putamen)、左尾狀核(caudate)、左海馬旁回、左島葉以及左中枕回等區域的 18F-SynVesT-1 攝取皆明顯下降。
關鍵發現 2
抽象概念化越差,突觸密度越低
WCST 概念層級反應比例(PCLR)越低者,在左殼核、左海馬旁回與左中枕回的突觸密度也越低,呈現正向關聯。
關鍵發現 3
左半球特別受影響
突觸密度下降以左側腦區較為明顯,與研究中納入的參與者皆為右利手、左半球為優勢半球的設定相呼應。
研究設計:對象、工具與流程
  • 受試者: 28 位未使用精神科藥物的成年 OCD 患者(18–40 歲),與 16 位年齡、教育程度相近的健康對照。皆為右利手。
  • 診斷與量表: 以 SCID-5 確立 OCD 診斷;症狀嚴重度使用 Yale-Brown Obsessive Compulsive Scale(Y-BOCS)、Hamilton Anxiety Scale(HAMA)與 Hamilton Depression Scale(HAMD)評估。納入的 OCD 患者多為中重度以上。
  • 認知功能: 使用 Wisconsin Card Sorting Test(WCST)評估概念化、抽象類化與認知彈性(PCLR、PCR、TCFC、CC、TE 等指標)。
  • 影像檢查: 先以 3.0T MRI 取得三維 T1 結構影像,再施打 18F-SynVesT-1,於靜態平衡期進行 PET 掃描,並以 centrum semiovale 作為標準攝取值比(SUVR)的參考區。
  • 統計分析: 以 voxel-based 分析比較兩組 18F-SynVesT-1 攝取,閾值設定為 p < 0.001、cluster 大於 50 voxels,並以 SUVR 進一步比較特定腦區與 WCST 表現的相關性。
視覺化:OCD 與對照組的突觸密度差異

研究以 18F-SynVesT-1 的 SUVR 作為突觸密度指標。下方以「左中枕回」為例,可以看到健康對照組與 OCD 患者在同一腦區的平均 SUV 比較。

左中枕回(left middle occipital gyrus)SUVR

健康對照:約 5.26;OCD:約 4.16 —— OCD 組明顯偏低,代表該處突觸密度減少。

健康對照(HC)
5.26
強迫症(OCD)
4.16
HC:健康對照組 OCD:強迫症患者
其他突觸密度明顯下降的腦區(SUVR 皆顯著低於 HC)
左海馬旁回(約 4.20 vs 4.68)、雙側殼核(左約 3.68 vs 4.29;右約 4.20 vs 4.92)、左中央前回等,皆顯示 OCD 組突觸密度較低,支持「網路退化假說」。
WCST 認知缺損:抽象概念化與認知彈性下降

OCD 組在多個 WCST 指標表現較差,呈現抽象概念化能力、類化、類別形成與認知轉換能力顯著受損。

概念層級反應比例(PCLR)
OCD 中位數約 40%,對照組約 75.5%。
代表 OCD 患者較難維持穩定的抽象概念或分類策略,是本研究與突觸密度正相關的核心指標。
正確反應比例(PCR)與完成類別數(CC)
OCD 的正確率較低、完成的類別數較少,顯示類化與規則形成能力受限。
CC 中位數:OCD 約 5 類,HC 約 6 類。
總錯誤數(TE)增加
OCD 組 TE 較高(約 21 vs 13),反映認知轉換與錯誤修正的困難。

更重要的是,PCLR 與某些腦區的突觸密度呈正相關:左殼核、左海馬旁回與左中枕回的 SUVR 越高,PCLR 越好,說明這些區域的突觸完整度與「維持抽象概念」的能力息息相關。

從「亢進迴路」到「突觸網路退化」

這項研究將 OCD 的腦部模型,從「單純功能亢進」推進到「特定網路的突觸流失與功能改變」的層次,帶來幾個臨床與研究上的啟示。

  • 1
    治療標靶:突觸與神經可塑性
    若突觸密度低落是 OCD 病程的一部分,未來可思考以提升神經可塑性、促進突觞再生或穩定突觸傳遞的介入(例如部分藥物、神經調節與認知訓練),作為傳統 SSRI、CBT 之外的輔助策略。
  • 2
    認知復健:鎖定抽象概念化與視覺處理
    突觸密度下降與 PCLR、視覺相關腦區(如中枕回)有關,提示針對「抽象概念化」「視覺–空間處理」的認知復健,可能較符合 OCD 的神經生物學弱點。
  • 3
    左半球優勢與網路觀點
    左側殼核、海馬旁回、島葉與中枕回較為受影響,與右利手個體左半球優勢有關,支持「症狀來自特定網路退化,而非全腦隨機變化」的觀點。
  • 4
    研究限制:樣本數小、情緒症狀干擾
    PET 樣本數仍偏少、使用 centrum semiovale 作為參考區可能存在非特異性結合差異;且多數 OCD 病人伴隨顯著憂鬱與焦慮症狀,這些情緒症狀本身也可能與突觸密度下降有關,因此目前結論仍屬初步,需更大規模、控制情緒症狀的研究驗證。
資料來源:Xiao Q, Hou J, Xiao L, et al. Lower synaptic density and its association with cognitive dysfunction in patients with obsessive-compulsive disorder. General Psychiatry 2024;37:e101208. doi:10.1136/gpsych-2023-101208.