澳門大學認知與腦科學研究中心(CCBS)袁振教授團隊在自我意識(SA)腦網絡圖譜研究方面取得新進展。該研究是一項橫跨CCBS與中國內地多家腦影像中心的多中心臨床研究,旨在評估個體對自身感受、思維和行爲的覺察能力。相關成果已發表于國際權威期刊《Neuroimage》(五年影響因子6.1)。

圖1. 本研究示意圖

自我意識(SA)指個體對自身內在思維及與他人互動的覺知能力,其神經機制依賴于特定腦圖譜,但目前學界對該網絡的認識仍不完善。儘管已有研究定位了多個SA相關腦區,但這些區域間的連接模式仍缺乏深入探索,導致SA腦網絡的組織原則和完整架構尚未明晰。

值得注意的是,在健康成年人中,SA表現爲一種時間維度上穩定的人格特質,但個體間的SA水平存在顯著差异。這種差异反映了個體整合內在狀態、外顯行爲、他人評價以及與社會角色和環境互動的能力。通過心理測量工具(如修訂版自我意識量表SCS-R)可對這種變异性進行量化表徵。

本研究采用元分析結果與連接-行爲相關性分析相結合的方法(行爲數據通過SCS-R評分量化),系統識別了健康成年SA相關的關鍵腦區及神經連接(圖1左)。

此外,袁教授團隊成功在全腦範圍內鑒定了與自我意識(SA)相關的可靠腦區及精確神經連接。通過構建SA及其兩個維度(公衆自我與私人自我)的加權結構連接網絡,研究團隊利用連接邊權重量化了腦區間連接在SA功能表達中的參與程度。

團隊進一步系統表徵了精神分裂症(SZ)和重度抑鬱症(MDD)患者在這些網絡與連接中的形態學特徵、拓撲屬性及异常模式。該發現顯著推進了我們對自我意識神經生物學基礎及其病理偏離機制的理解。

研究團隊進一步采用穩健的全閾值分析方法,對自我意識(SA)神經網絡進行了全面表徵。研究發現,公衆自我、私人自我及複合SA網絡呈現出顯著的大腦偏側化趨勢。這些水平分化的SA網絡被映射到一個垂直劃分的三層自我意識模型(軀體自我-核心自我-高階自我),幷由此識別出獨特的沙漏狀空間結構。病理學分析顯示,精神分裂症(SZ)患者中約40%的SA連接發生改變,重度抑鬱症(MDD)患者中這一比例爲20%,且MDD中90%的异常連接與SZ重叠。儘管在網絡拓撲屬性層面觀察到疾病特异性改變與共有异常,但兩種精神障礙中SA的核心連接框架均保持相對完整(圖1右)。

圖2. 自我意識相關神經網絡。(A)公衆自我、私人自我及複合SA的相關性矩陣。像素點表示SA水平與連接强度之間的顯著正相關(紅色)或負相關(藍色),非顯著連接留白。在|r|值0.3至0.6範圍內共提取16個SA網絡,幷展示|r|閾值爲0.3、0.4、0.5及0.6時的環形圖。根據三層SA模型對腦區進行標識:軀體自我(紅色條形)、核心自我(綠色)與高階自我(藍色),連接曲綫采用對應顔色編碼。abs(r):|r|絕對值。(B)複合、公衆及私人SA水平相關連接數量及其總和(左面板),以及它們的Dice重叠係數(右面板)。(C)已識別端點數量(左面板)及其Dice重叠係數(右面板)。(D)兩種方法共同識別腦區的重叠情况。(E)無顯著個體連接差异但可能與SA相關的神經連接。

圖3. 自我意識網絡表徵。(A)SA網絡的偏側化特徵。采用核平滑曲綫展示複合SA(紅色)、公衆自我(藍色)、私人自我(綠色)網絡及其總和(黑色)的偏側化分布。(B)SA網絡的空間分布。黑色、紅色和藍色綫條分別表示軀體自我、核心自我和高階自我腦區在SA連接中的使用率。(C)拓撲屬性分析。C1-C8依次展示:平均連接强度、同配性、余弦距離、特徵路徑長度、模塊度、匹配指數、聚類係數及全域效率。健康對照(HC)、精神分裂症(SZ)和重度抑鬱症(MDD)組分別用黑色、紅色和藍色圓點表示。’n.s.’表示組間差异不顯著(p > 0.05)或效應量較小(r < 0.3或Cohen’s d < 0.5);’*’表示具有顯著組間差异(p < 0.001)且達到中等及以上效應量;’n.s.’標注p值介于0.001-0.05的顯著差异。

本研究由袁振教授主導,博士後研究員夏瀟鸞博士作爲項目核心成員共同完成。研究工獲得多項基金聯合資助,包括:澳門大學RSKTO(MYRG-GRG2024-00259-FHS、MYRG2022-00054-FHS及MYRG-GRG2023-00038-FHS-UMDF),以及澳門科學技術發展基金(FDCT 0014/2024/RIB1)。

文章鏈接: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1053811925002083

Xia X, Gao F, Xu S, Li K, Zhu Q, He Y, Zeng X, Hua L, Huang S, Yuan Z. 2025. The Self-Awareness Brain Network: Construction, Characterization, and Alterations in Schizophrenia and Major Depressive Disorder. NeuroImage.