2026年1月3日（周六），北京大学中国药物依赖性研究所贾天野教授作题为“精神病理学的认知神经机制”的学术报告，系统阐述了通过解析神经心理过程以推进精神疾病精准诊疗的研究范式，首先详述了利用行为的多认知过程对精神疾病共病机制的精细刻画，进而通过解析大脑功能特征以精确定位异常机制，在此基础上阐明致病通路并识别关键治疗靶点，最终提出利用转化建模技术实现精准治疗的策略，为理解精神病理机制及临床干预提供了系统性的理论框架。报告由刘晓星博士主持。
一、刻画精神疾病的多模态认知神经基础
针对神经影像数据的高维共线性难题，研究团队开发了高维多变量分析方法，突破传统单模态研究范式的局限，系统性地从多个特异性认知环路分析了青少年精神和行为障碍的认知调控机制。研究定位了外向化障碍特征行为在不同认知领域中的特异性功能脑区，并进一步从神经影像层面对这些高度关联的特征行为进行分型，发现注意力缺陷障碍与品行障碍受到行为抑制任务下右侧下额叶区域的共同调控，从而揭示了两者共病的脑网络神经机制（Jia et al., Nat Hum Behav 2020）。
图一：多种精神疾病的认知脑指纹
A. 多动行为 (奖赏加工）B. 冲动行为 (控制加工) C. 注意缺陷 (控制加工) D. 品行障碍 (控制加工)
依托从青春期至青年期的大型纵向神经影像学队列（IMAGEN），研究团队识别出多种精神疾病共有的脑网络特征，并经由遗传学及临床数据双重验证，提出了“前额叶发育障碍导致执行功能受损”的共病理论（Xie et al., Nat Med 2023）。此外，为进一步阐明不同层级共病现象间的内在关联，团队深入解析了“神经共病因子”对内化及外化疾病脑网络的调控机制，首次提出了关于“精神疾病分层共病现象”的认知神经调控模型。
图二：精神疾病分层共病的认知神经调控模型
二、揭示独立的潜在认知加工过程
研究团队开发了一种名为正交解码多认知过程（DeCoP）的新型计算方法，并将其应用于奖励与惩罚预期任务中，成功将大脑广泛的神经反应解码为空间重叠但功能独立的加工过程。研究发现这些过程分别受控于不同的中脑多巴胺核团投射，从神经机制上明确了奖惩信号中的“价值”与“强度”感知实为独立的认知加工过程（Xiang et al., Neuroimage 2023）。
针对杏仁核在情绪处理中的复杂作用，研究团队在杏仁核中分离出了空间上重叠但是功能独立的神经表征，分别响应情绪效价评估（主要与负面情绪相关）及情绪不确定性（主要与中性面孔相关）。这一发现合理解释了既往研究中因两种信号共存抵消而导致杏仁核在负面与中性面孔对比中未显现预期激活的现象。功能连接分析进一步揭示了两条与之对应的特异性神经环路，证实杏仁核内的“情绪”感知与“压力”感知属于独立的认知加工过程，从而确立了其在人类情绪加工及相关精神疾病中的关键作用（Xiang et al., Sci Bull 2025）。
图三：杏仁核中“情绪感知”和“压力感知”的脑网络
另外，研究团队首次揭示神经递质与不同认知加工过程的关联，明确GABA及Glu分别对应了局部强度信号和长程价值信号。
图四：GABA水平是大脑奖赏响应强度的基础
三、构建转化计算模型及因果推断方法
研究团队根据动物酗酒行为神经调控的最新证据，针对 14 岁和 19 岁两个年龄段的青少年，构建了大脑加工负面信号的脑网络计算模型，提出“负面信号调控失衡”的酒精成瘾双通路机制。研究发现，在饮酒时如果背侧中脑导水管（dPAG，dorsal periaqueductal gray） 受到过度抑制，会导致个体产生强迫性酒精滥用；相反，dPAG 过度兴奋会导致导致冲动性酒精滥用（Jia et al., Sci Adv 2021）。此外，团队开发了针对特定高风险样本的原创因果推断方法，解析了腹内侧前额叶皮层结构异常导致吸烟行为的偏侧化机制。研究发现左侧腹内侧前额叶皮层灰质体积减少主要与新奇寻求相关，通过“解抑作用”增加青少年吸烟风险；而右侧腹内侧前额叶皮层灰质体积减少则特异性关联快感寻求，通过调节“愉悦动机”增强个体对享乐的追求并削弱行为控制，从而构成了吸烟行为长期维持及成瘾的重要强化通路。（Xiang et al., Nat Commun 2023）。进一步，鉴于物质使用在不同阶段存在差异化的神经功能影响，研究团队首次构建了物质使用影响大脑灰质改变的全生命周期图谱，系统揭示了其在全生命周期的认知神经效应，特别是明确了在物质使用后期出现的执行功能下降、奖赏加工障碍、多巴胺能相关神经递质水平降低及认知功能损伤等关键神经病理特征。
图五：早期成瘾行为的神经机制
报告最后，贾天野教授提出，鉴于精神疾病受生物、心理及环境等多重因素的复杂影响，未来的研究会重点围绕个体化认知韧性的计算建模、基于脑结构-功能耦合构建病理特异性生物标记物，以及绘制纵向表观遗传图谱等关键方向展开，旨在通过多模态视角的深度融合，实现对精神疾病全维度的精准刻画与解析。
四、问答环节
Q1：关于研究中提到的精神疾病分层共病现象，在临床实践中应如何应用？
贾天野教授：研究发现的这些神经共病因子，具有重要的临床转化价值。它们可以用于对初筛后的患者进行共患其他精神疾病风险的预测。鉴于共病患者的预后通常较差，通过这种分层机制识别出的高风险患者，在制定治疗方案时应给予更密切的关注和针对性的干预。
Q2：在涉及性别差异的研究（如睡眠队列）中，健康对照组的选择应遵循何种策略？是分性别比较还是全人群比较？
贾天野教授：这取决于对男女性别差异本质的假设。如果假设男女在特定指标上仅存在“强度”上的差异而没有“质”的区别，那么在匹配了性别比例的基础上，可以直接进行全人群建模。反之，如果怀疑男女在该指标上存在完全不同的变化趋势，则强烈建议将男女性分开进行建模（例如，GAMLSS模型在构建生长发育曲线时，通常就是采取分性别建模的策略）。
Q3：为什么在相关研究中主要选取大脑灰质体积作为核心指标？
贾天野教授：选择这一指标具有连贯的科学依据。我们团队的前序研究已经发现，大脑灰质体积与物质使用的起始阶段及早期维持阶段具有非常紧密的关联。因此，后续工作继续沿用灰质体积作为指标，是对前期发现的自然延续和深入探索。
Q4：实验中未观察到显著的杏仁核激活，是否是因为实验范式所设定的威胁程度不足？
贾天野教授：并不完全是。人类杏仁核内部存在功能多样的神经元组合，分别响应情绪效价（正负）、不确定性以及面孔特征等。既往研究中观察到的不稳定结果，往往是不同神经元信号混合抵消所致，而非杏仁核没有响应。此外，杏仁核的功能不仅限于反映个体自身的“情绪体验”，它还可以直接响应对他人情绪的“解读”，这一机制在解释实验结果时需被纳入考量。
Q5：在多中心、多队列研究中，如何解决不同来源问卷量表标准不统一的难题？
贾天野教授：量表对齐确实是多中心数据整合的一大难点。我们采取的策略是“扩大表型边界”，即把精神疾病的边界划定在“内化障碍”和“外化障碍”这种大类层面，而不是局限于某种精确的具体行为。这种策略可以极大地降低因不同量表细节差异带来的测量偏差，提高结果的稳健性。
Q6：研究发现甲基化聚块在19岁和60岁都存在，这是否与纵向变异性有冲突？甲基化特征与精神疾病的关联是否稳定？
贾天野教授：这两者并不冲突。研究发现，同样的甲基化聚块在19岁和60岁的数据中都与抑郁症有着非常稳定的关联，且聚块内部存在一致的纵向协变性。 这提示甲基化可能存在两种不同的环境敏感性模式：一种是大范围的、同步性的改变（例如我们发现的跨染色体的甲基化模块），另外一种是零散的、可能存在高度时间敏感性的位点。
Q7：如何看待当前复杂研究方法的实际应用与推广问题？
贾天野教授：虽然高维计算和因果推断等创新方法具有极高的科学价值，但在实际应用与推广层面，确实需要加强“转化”思维。未来的工作重点之一是将这些复杂的方法转化为更加易于理解、便于临床落地的工具或简明方案。
参考文献
1. Jia T, Ing A, Quinlan E B, et al., Neurobehavioural characterisation and stratification of reinforcement-related behavior[J]. Nat Hum Behav, 2020, 4(5):544-558
2. Xie C, Xiang S, Shen C, et al. A shared neural basis underlying psychiatric comorbidity[J]. Nat Med, 2023, 29(5):1232–1242.
3. Xiang S, Jia T, Xie C, et al., Fractionation of neural reward processing into independent components by novel decoding principle. Neuroimage[J]. 2023, 15:284:120463
4. Xiang S, Xie C, Xiao X, et al., Distinct neural networks of emotional valence and uncertainty in the human amygdala underlying different mental disorders[J]. Sci Bull, 2025, 70(13):2061-2065.
5. Jia T, Xie C, Banaschewski T, et al., Neural network involving medial orbitofrontal cortex and dorsal periaqueductal gray regulation in human alcohol abuse[J]. Sci Adv, 2021, 7(6):eabd4074.
6. Xiang S, Jia T, Xie C, et al., Association between vmPFC gray matter volume and smoking initiation in adolescents[J]. Nat Commun, 2023, 14(1):4684.
撰文：宇文婷
