西安電子科技大學的袁凱課題組在Neuropsychopharmacology雜志上發文稱紋狀體皮層的功能障礙與個體吸煙行為和戒煙過程中的失敗有關。該研究招募了53名男性吸煙者和匹配的58名不吸煙者，并對他們的白質纖維進行了概率追蹤分析，然后讓吸煙者進行了12小時的戒煙任務，其中22人失敗。研究者發現與不吸煙者相比，吸煙者的右半球striatum（紋狀體）-mOFC（內側眶額葉）、striatum-vlPFC（腹外側前額葉）、striatum-IFG（額下回）以及striatum-PCC（后扣帶回）的白質纖維連接強度較弱。而且，紋狀體-dlPFC（背外側前額葉）的白質纖維強度預測吸煙者是否在12小時內戒煙成功的準確率為68.3%。
煙草中的尼古丁和其他大多數成癮性物質一樣，會通過激活紋狀體中的獎賞回路和釋放多巴胺（DA）來發揮其最初的強化作用。盡管最初吸煙在很大程度上是一種自愿行為，但持續的吸煙會引發神經結構改變，并對吸煙的行為進行調節，從而使行為自動化，并且還會損害自我調節能力。戒斷后復吸率高一直是成癮干預治療中的難點，如何利用影像信息對復吸進行準確的預測是當前成癮領域的一個研究熱點。
前人已經發現了一個腦網絡可以調節吸煙的行為，包括紋狀體、腹側被蓋區（VTA）、杏仁核/海馬區、前扣帶皮層（ACC）、背外側前額葉皮層（dlPFC）、額下回（IFG）、腹側外側PFC（vlPFC）和內側眶額葉（mOFC）。也有研究者發現紋狀體回路的功能連接可以預測吸煙者戒煙后是否復吸。然而，現有研究還不清楚系統水平下紋狀體的結構連接與吸煙行為存在何種關系。因此，本研究組針對這一問題，采用基于DTI的種子點分割方法，系統考察了皮層及皮下區域與紋狀體之間的結構連接， 并對上述影像學發現是否能預測復吸進行了初步的探索。
方法
為此，研究者招募了111名男性被試（53名吸煙者：年齡：20.98±1.69；58名非吸煙者：年齡：20.69±1.50），利用Philips 3T MRI對被試進行了腦神經影像的獲取，包括T1與DTI（32個方向，b=1000 s/mm2）數據，然后讓被試在正式實驗開始前48小時保持良好的睡眠和不攝入酒精與咖啡。第一天實驗先讓被試在報告自己吸煙欲望前30min左右抽一支香煙。兩三天之后開始第二次實驗，要求被試從晚上10點到第二天早上10點不能抽煙。然后將依靠被試自我報告和使用Bendfont Smokerlyzersystem測量CO，最后依據自我報告和CO測量結果將被試將分為戒煙成功組與失敗組。
數據處理與分析
（1）首先使用FSL對DTI數據進行了預處理，包括1）剔顱骨剝頭皮。2）進行渦流矯正和頭動矯正.3）使用彌散張量模型(橢球模型)計算出FA（各項異性）
（2） 選取紋狀體作為種子點和十個靶點（ACC，dACC, dlPFC, PCC,IFG, mOFC, vlPFC , hippocampus , amygdala and SMA ），所有這些ROIs都從標準空間變換到個體空間（見下圖a）。
（3）對被試的DTI數據進行5000次采樣的概率追蹤；
（4）對紋狀體進行分割并得到紋狀體回路的白質纖維強度；
（5）將得到的數據使用SPSS22.0進行統計分析
結果
1.研究者發現吸煙者與不吸煙者在年齡和受教育水平上差異不顯著，但在焦慮與抑郁上吸煙者顯著大于不吸煙者（見表一）。
2.吸煙者與非吸煙者纖維連接強度
在吸煙者與非吸煙者大腦左半球，以下區域的白質纖維連接差異顯著striatum-mOFC(t=3.18, df=109, p=0.002), striatum-vlPFC (t=3.17, df=109, p=0.002),striatum-IFG (t=4.68, df=109, p<0.0001), striatum-PCC(t=3.55, df=109, p=0.002)（注：Bonferroni correctionswere used for multiple comparisons (p<0.05/20=0.0025)），吸煙者這些白質纖維連接強度顯著小于非吸煙者（見表2和下圖c）。
研究者之后將被試年齡，受教育水平，焦慮和抑郁程度作為協變量回歸后，除了striatum-PCC未能通過多重比較外，其他上述白質纖維均通過了矯正。
3.戒煙成功者，戒煙失敗者與非吸煙者纖維連接強度
研究者發現在三組間left striatum- IFG的白質纖維連接強度主效應顯著 (F(2,108)=10.98, p<0.001)。leftstriatum-dlPFC (F(2,108) = 4.13, p = 0.02), left striatum-mOFC (F(2, 108) =5.74, p = 0.004),left striatum-PCC (F(2, 108)=5.25, p = 0.007)以及left striatum-vlPFC (F(2, 108) = 5.00, p = 0.008)的白質纖維連接強度主效應均未通過Bonfferoni校正。事后分析發現非吸煙者的left striatum- IFG的白質纖維連接強度顯著高于戒煙成功者和戒煙失敗者，而戒煙成功者的left striatum- IFG的白質纖維連接強度又顯著高于戒煙失敗者（見下圖）。為了驗證文中所用DTI基于種子分割方法的準確性，研究者還將個體空間中的分割結果變換到正常組并進行組分析，選擇60%以上人群重疊的部分進行了顯示（下圖a），紋狀體分割結果與其解剖連接大體一致。
4.白質纖維連接強度預測戒煙失敗者
線性回歸分析結果顯示禁吸煙欲引起的渴望變化與左側紋狀體-mOFC和紋狀體-vlPFC的白質纖維強度有關（見下圖b）。邏輯回歸分析的結果表明left striatum-dlPFC的白質纖維來連接強度可預測戒煙失敗者，在10折交叉驗證中其準確性：68.3%，敏感度：56.7%, 特異性：85%，PPV：75%，NPV：59%。其平均的AUC（曲線下面積）為0.74（見下圖c）.
一句話總結：
研究者對被試的DTI數據進行分析發現：相對于不吸煙的年輕男性吸煙者，吸煙的年輕男性的紋狀體與PFC和PCC的白質纖維連接強度較弱。左側紋狀體-vlPFC、左側紋狀體-mOFC、左側紋狀體-dlPFC的白質纖維強度可能可以預測戒煙過程中的吸煙渴求變化以及是否可以戒煙成功。
研究人員（袁老師）表示：未來會采用影像組學的思想，融合多模態影像學信息，構建更加準確、更具推廣性的預測模型對戒煙后的復吸現象進行預測。我說：高大上！
原文：
K Yuan, M Zhao, D Yu, P Manza, ND Volkow… - …, 2018 - nature.com
