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目的:使用磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)检测精神分裂症患者与健康对照在脑灰质、白质和静息状态固有网络功能连接三方面的差异,探讨疾病特异性的生物学标记,为理解疾病机理和临床诊断提供新线索和依据。研究方法:(1)将85例精神分裂症患者和85例健康对照根据诊断和性别分为四组:男性和女性患者、男性和女性对照。以基于体素的形态测量法(voxel-based morphometry,VBM)的“统一分割法”对结构MRI图像进行预处理,得到每一个体的四种图像:灰质体积和密度、白质体积和密度。采用双因素方差分析(为诊断和性别两个因素)并引入年龄和/或颅内总体积(total incranial volume,TIV)协变量,检测患者和对照的灰质和白质差异,并评估各协变量对VBM结果的影响。(2)对25例精神分裂症患者、25例健康同胞和25例健康对照行静息状态的功能磁共振成像(functional MRI,fMRI)。以后扣带/楔叶(PCC/PCu)和右侧前额叶背外侧(DLPFC)为种子区分别进行功能连接分析,获得各自的正相关和负相关脑区图。取与PCC/PCu显著正相关且与右侧DLPFC显著负相关的脑区构成任务负激活网络(task-negativenetwork,TNN),它在静息状态时激活最强,而在执行需要集中注意力和目标导向的任务时激活减弱。取与PCC/PCu显著负相关且与右侧DLPFC显著正相关的脑区构成任务正激活网络(task-positive network.TPN),它在执行需要集中注意力和目标导向的任务时激活最强。因此,我们构建每一组和三组共同的固有网络,包括TPN和TNN。以单因素方差分析检测共同的固有网络内两两脑区之间的功能连接强度及其在三组之间的差异,并以post hoc检验(LSD法)进行组间两两比较。结果:(1)精神分裂症患者和健康对照的脑灰质比较的双因素方差分析发现显著的诊断主效应(p＜0.05,FDR校正),表现为患者的灰质体积和密度降低,位于双侧颞上回、额下回和岛叶,及左侧颞叶内侧结构(包括杏仁核、海马和海马回)。另外,患者的灰质密度降低还可见于双侧前额叶背外侧和内侧及前扣带。患者和对照白质比较的双因素方差分析发现显著的诊断主效应(p＜0.001,未校正;当阈值p＜0.05,FDR校正时为阴性结果),表现为患者的白质体积和密度降低,主要位于双侧额叶和颞叶,涉及左侧钩束、下纵束、视放射和弓状束等主要神经纤维束。患者和对照的灰质和白质比较均未发现显著的诊断×性别交互效应(p＜0.05,FDR校正)。引入年龄和/或TIV协变量可显著提高灰质比较的双因素方差分析的F值,对白质检测的影响相对较小。(2)精神分裂症患者、健康同胞和健康对照共同的固有网络内两两脑区之间的功能连接比较发现三条异常功能连接(ANOVA,p＜0.05):左侧DLPFC与右侧额下回(IFG)之间的功能连接(F=3.409,p=0.038),左侧颞下回(ITG)与PCC/PCu之间的功能连接(F=6.938,p=0.002),和双侧ITG之间的功能连接(F=4.016,p=0.022)。Post hoc分析(LSD法)发现,在TNN,精神分裂症患者和健康同胞均存在双侧ITG的功能连接升高,而仅精神分裂症患者存在PCC/PCu和左侧ITG的功能连接升高;在TPN,仅精神分裂症患者存在左侧DLPFC和右侧IFG的功能连接升高。未发现分属TPN和TNN的两两脑区之间的功能连接差异。结论:(1)精神分裂症患者的灰质和白质的体积和密度降低主要涉及额叶、颞叶和边缘脑区,以及与之相联系的白质神经纤维。额叶-颞叶-边缘脑区神经环路的结构异常可能是理解精神分裂症神经病理基础的关键。引入年龄和/或TIV协变量可提高VBM法对灰质异常检测的敏感性。(2)精神分裂症患者及其健康同胞均存在固有网络的功能连接升高。精神分裂症的病理生理基础与TNN和TPN的功能连接增强有关,而TNN的功能连接增强可能与精神分裂症的遗传易感性有关。