大脑半球的功能偏侧化是大脑的组织原则之一,它反映了大脑左右半球的功能差异。右利手的健康群体多表现出半球互补现象,左半球具有语言优势,右半球具有视空间优势。而在精神分裂症患者中普遍发现语言左偏侧化程度的降低。一方面,作为脑网络异常的疾病,精神分裂症的语言偏侧化降低与结构和功能网络的关系并不清楚。另一方面,作为遗传性疾病,影响精神分裂症和语言偏侧化的基因与两者之间的关系也不清晰。本论文以精神分裂症患者为主要研究对象,通过多模态核磁共振和基因数据,从核心语言脑区出发,向上到大脑的功能和结构网络层面,向下到最终影响功能的基因层面,以探究精神分裂症的大脑结构和功能网络与语言偏侧化的关系以及深层基因的影响。具体回答以下问题:1)精神分裂症患者的功能偏侧化改变是否局限于语言功能?2)精神分裂症患者的偏侧化模式的改变是否符合半球互补的因果假说?3)精神分裂症患者的语言偏侧化异常是否与其大脑的功能和结构网络的改变有关?4)精神分裂症、语言偏侧化和基因之间存在怎样的关系?针对问题1,研究一中发现在精神分裂症患者在语言产生功能和视空间功能均呈现出偏侧化程度降低的模式,这说明精神分裂症大脑功能偏侧化异常可能具有普遍性。针对问题2,研究一中发现作为非典型偏侧群体,精神分裂症患者的语言和视空间功能偏侧化存在显著负相关,说明其偏侧化模式符合半球互补的因果假说。针对问题3,研究二中发现左侧化程度更高的精神分裂症患者左侧岛盖部和对侧镜像区以及左侧岛盖部和双侧丘脑的联系更密切,且在功能网络特征上更倾向于局部功能分化,而不是全脑功能整合。研究三进一步发现精神分裂症患者中语言偏侧化和皮层-丘脑之间的联系可能具有其结构基础,且语言功能越向左偏,右侧岛盖部和在结构网络中的信息交流能力越弱,枢纽节点之间的连接越稀疏;针对问题4,研究四中发现FOXP2基因中携带TATT的单倍型和SLC1A1中不携带GC的单倍型为精神分裂症患病的主要基因因素,同时,多元Logistic分析结果提示语言偏侧化降低作为额外因素增加了患病的可能性。综合以上四个研究,本论文的研究结果表明,除语言功能外,精神分裂症中还存在视空间功能偏侧化的降低;语言偏侧化的降低与结构和功能网络的拓扑特征改变有关;语言偏侧化降低可能作为基因以外的因素增加了精神分裂症的患病风险。这些发现为理解精神分裂症和功能偏侧化的关联及其生物基础提出了新证据。