精神分裂症（SZ）是一种以大脑网络组织广泛变化为特征的疾病，通常被描述为一种连接失调综合征。近年来，越来越多的证据表明，外周生理节律在调节和整合大规模脑活动中起着关键作用。SZ患者不仅表现出显著的脑电振荡异常，还伴随着自主神经系统（ANS）功能的改变。特别是，高频心率变异性（HF-HRV）作为副交感神经活动的指标，在SZ患者中显著降低。HF-HRV被认为与个体的心理功能密切相关，包括情绪调节、压力应对能力以及整体心理健康。因此，本研究旨在探讨SZ患者中ANS和中枢神经系统（CNS）之间的整合是否失调，特别是通过测量HF-HRV和脑电图（EEG）振荡之间的相位-振幅耦合（PAC），以揭示ANS对大脑活动的调节机制。

研究共招募了36名首次发作的SZ患者和38名健康对照（HC）参与者。所有参与者均完成了5分钟睁眼静息状态下的EEG记录，同时记录心电图（EKG）以获取HF-HRV数据。EEG数据通过90个头皮电极记录，EKG数据通过放置在肋骨下方的电极记录。数据预处理包括去除伪迹、独立成分分析（ICA）以及滤波处理。HF-HRV的相位通过希尔伯特变换提取，EEG信号的幅度则在不同的频段（delta、theta、alpha、beta、gamma）进行计算。PAC通过调制指数（MI）进行量化，MI反映了HF-HRV相位对EEG幅度的调制程度。此外，研究还使用Granger因果关系分析评估了HRV和EEG之间的方向性关系，以确定心脏活动是否对大脑活动有更强的调节作用。

图1：代表性HC参与者（a）和SZ参与者（b）的HRV相位对alpha幅度调制的平均数据图

研究结果显示，SZ患者在theta和alpha频段的HRV-EEG耦合显著低于HC组。具体而言，theta和alpha频段的MI在SZ患者中明显降低，表明这些频段的脑电活动受心脏节律的调节较弱。进一步的二元逻辑回归分析表明，HRV-EEG耦合能够独特地预测组别（SZ vs. HC），而单独的HRV和EEG功率则不能。此外，alpha频段的HRV-EEG耦合与SZ患者的持续注意力显著相关，提示自主神经调节的缺陷可能与SZ患者的注意力障碍有关。Granger因果关系分析显示，心脏到大脑的影响强于大脑到心脏的影响，且两组之间没有显著差异，表明心脏活动对大脑活动的调节在SZ患者和健康个体中均占主导地位。

图2：SZ和HC组各EEG频段的平均调制指数（MI）

研究结果表明，SZ患者中ANS和CNS之间的整合失调可能是该疾病的一个重要生理特征。HF-HRV与脑电振荡之间的耦合降低，提示自主神经对大脑活动的调节功能受损，这可能导致大脑时空组织的崩溃，进而影响SZ患者的认知功能，特别是持续注意力。这些发现为未来开发针对自主神经功能的治疗策略提供了新的思路，可能有助于改善SZ患者的认知障碍和整体功能。

原始出处：

Sargent, K., Martinez, E., Reed, A., Guha, A., Bartholomew, M., Diehl, C., Chang, C., Salama, S., Subotnik, K., Ventura, J., Nuechterlein, K., Miller, G., & Yee, C. (2025). Brain-body dysconnectivity: deficient autonomic regulation of cortical function in first-episode schizophrenia. Psychological Medicine, 55, e1, 1–9. https://doi.org/10.1017/S0033291724003428