초발 조현병, 만성 조현병과 건강 대조군의 뇌활과 분계섬유줄 연결성 비교
Comparison of Fornix and Stria Terminalis Connectivity among First-Episode Schizophrenia, Chronic Schizophrenia and Healthy Controls
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초록
뇌활(fornix)은 백질 구조로서 해마에서 정보의 주된 입력과 출력을 담당하며, 해마로부터 뇌중격(septum), 중격핵(nucleus accumbens), 내측전두엽(medial prefrontal cortex) 과 유두체(mamillary body)로 연결되어 있다.1) 또한 분계섬유줄(stria terminalis)은 편도로부터 뇌중격으로 연결되는 주된 백질 구조로서 변연계의 뇌활, 대상회 다발(cingulum bundle) 과 함께 인지, 감정 조절에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다.2)특히 조현병에서 뇌활과 분계섬유줄의 이상은 과거부터 꾸준히 보고되기 시작했다.1)3-6) 이전 연구에서 정교한 자기공명영상(MRI)을 이용하여 뇌활의 용적을 양적으로 측정한 결과, 조현병 환자와 건강 대조군의 뇌활 용적 사이 유의한 차이가 없는 것으로 보고되었다.7) 또한 확산 강조 영상(diffusionweighted image)이 발달하면서 텐서를 이용하여 뇌의 연결성을 측정하는 기술이 개발되었으며 단편적 비등방성(fractional anisotropy, FA)이 뇌 백질의 완전성(integrity)의 지표로사용되기 시작하였다. 조현병에서는 뇌활이 만성 조현병뿐만아니라 초발 조현병에서도 FA 이상이 있는 것으로 지속적으로보고되었으며,8-10) 병태생리와 연관이 있는 것으로 제시되어 왔다. 또한 한 확산 텐서 영상(diffusion-tensor imaging, DTI)의메타 분석에서는 뇌활과 분계섬유줄을 한 관심 영역으로 묶어 분석하였는데 여기에서도 FA 값이 조현병에서 유의하게저하되어 있는 것으로 보고하여 뇌활뿐 아니라 분계섬유줄또한 조현병에서 이상이 있을 수 있음을 시사하였다.11) 이에더하여 대규모 컨소시엄 연구인 enhancing neuroimaging genetics through meta-analysis consortium DTI 실행 그룹은 뇌활/분계섬유줄의 환자군과 대조군 사이의 차이를 효과크기 Cohen’s d로 비교한 결과 -0.32의 차이로 상대적으로타 백질 부위에 비해 높은 차이를 보였다.12) 신경퇴행가설(neurodegenerative hypothesis)에 의하면조현병은 만성적인 뇌의 지속적 신경퇴행으로 인해서 시간이지날수록 더욱 악화되는 코스를 밟을 수 있다.13) 따라서 백질의 경우에도 뇌 연결성을 시사하는 지표인 FA도 지속적으로감소할 수 있음을 시사하는데 뇌활과 분계섬유줄의 경우 종단적으로 혹은 초발과 만성으로 나누어 FA 값을 조사한 연구는 없는 실정이다. 따라서 다음과 같은 가설을 가지고 뇌활과 분계섬유줄의백질 연결성을 연구해보고자 한다. 첫째, 정상 대조군에 비하여 초발, 만성 조현병의 FA 값이 유의한 차이가 있을 것이다. 둘째, 초발과 만성 조현병 사이에서도 FA 값이 유의한 차이가 있을 것이다. 셋째, 초발과 만성 조현병의 FA 값이 증상과유의한 상관관계가 있을 것이다.
Abstract
Objectives : Disrupted integrities of the fornix and stria terminalis have been suggested in schizophrenia. However, very few studies have focused on the fornix and stria terminalis comparing first-episode schizophrenia (FESZ), chronic schizophrenia (CS), and healthy controls (HCs) with the application of diffusion-tensor imaging (DTI) technique. The objective of this study is to compare the connectivity of the fornix and stria terminalis among FESZ, CS, and HCs. Methods : We included the 44 FESZ patients, 39 CS patients and 20 HCs in this study. Voxel-wise statistical analysis of the fractional anisotropy (FA) data was performed using Tract-Based Spatial Statistics to analyze the connectivity of fornix and stria terminalis. In addition, the Scale for the Assessment of Positive Symptoms (SAPS) and the Scale for the Assessment of Negative Symptoms (SANS) were used to evaluate clinical symptom severities. Results : There were no significant differences between the FESZ, CS, and HCs in age, sex, education years. The SAPS and SANS scores of the schizophrenia groups showed no significant differences. FA values of the right fornix cres/stria terminalis in the CS group were significantly lower than those in FESZ and HCs. There were no significant differences of FA values of the right fornix cres/ stria terminalis between the FESZ and the HCs. Pearson correlation analyses revealed that significant correlation between FA values of the right fornix cres/stria terminalies of the the FESZ group and positive, negative symptom scales, and FA values of the right fornix cres/stria terminalis of the CS group and negative symptom scales. Conclusions : This study shows that FA values of the fornix and stria terminalis in the CS were lower than in the FESZ and the HCs. These results suggest that the fornix and stria terminalis can play a role in pathophysiology of schizophrenia. Thus current study can broaden our understanding of the pathophysiology of schizophrenia.
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