近日，我院放射影像研究所黄晓琦研究员与龚启勇教授团队在Nature Mental Health发表题为“Multiscale functional connectivity reveals imbalanced interplay between higher- and lower-order brain networks in ADHD”的研究论文。该研究基于多中心静息态脑功能磁共振数据，首次从全局、区域间以及网络三个尺度系统分析并揭示了注意缺陷多动障碍（ADHD）患者脑功能连接模式的空间尺度依赖性，强调了高阶认知网络与低阶感觉网络之间的交互失衡。该研究为理解ADHD的神经机制提供了全新视角，并为未来精准影像标记物的开发奠定了基础。

注意缺陷多动障碍（ADHD）是儿童和青少年中最常见的神经发育障碍之一，全球患病率约为7.2%。患者常表现为注意力不集中、多动和冲动等核心症状，严重影响其学习、社交与生活质量。既往神经影像学研究提示，ADHD并非单一脑区异常，而是涉及多个大规模功能网络之间的连接紊乱。然而，由于研究方法、样本特征和分析尺度不一，现有研究结果存在较大异质性，阻碍了对ADHD神经机制的系统理解。

为解决上述问题，研究团队整合了来自三个大型队列的454名7-18岁儿童和青少年的静息态脑功能磁共振数据，其中包括227名ADHD患者和227名典型发育对照（性别、年龄、头动1:1匹配）。研究采用统一的数据处理流程，并运用ComBat算法校正多中心数据到站点效应，随后从全脑水平（全局脑连接，GBC）、区域间水平（脑区-脑区功能连接）和网络水平（网络内与网络间连接）三个尺度，系统比较了ADHD患者与正常发育对照之间的脑功能连接差异。

研究结果显示，ADHD患者脑功能连接异常具有空间尺度依赖性：在全脑水平，患者在默认模式网络（DMN）的核心枢纽区域（如后扣带回/楔前叶）表现出全局连接减弱，而在左侧舌回等视觉脑区则出现负性连接增强；在区域间水平，ADHD患者呈现出低连接与高连接并存的复杂模式：低连接主要集中在DMN内部、DMN与视觉脑区之间，以及突显网络（SAN）、额顶网络（FPN）与听觉/感觉运动脑区之间，而高连接则突出表现在DMN与SAN、FPN、听觉网络之间；在网络水平，ADHD患者主要表现为SAN与感觉运动网络、听觉网络之间的连接减弱，而DMN的异常在整体网络平均后不再显著，说明DMN的异常更多集中在特定节点，而非整体网络层面。

进一步的敏感性分析表明，上述异常的连接模式不受年龄与性别的影响，并且在未接受药物治疗、无其他合并疾病的ADHD患者亚组中仍稳定存在。然而，在曾接受药物治疗或有合病症的患者中，这些模式出现改变，提示药物干预与临床异质性可能对ADHD患者的脑功能产生重要影响。

此外，研究团队采用机器学习方法，评估了多尺度功能连接特征对ADHD的识别能力。结果显示，只有脑区-脑区连接特征能够区分ADHD患者与正常发育对照（AUC = 0.66，p < 0.001），而全脑与网络水平的连接特征分类能力有限，表明区域级功能连接更具作为ADHD生物标记物的潜力。

该研究首次在多尺度框架下，系统描绘了ADHD患者脑功能连接的层级性失衡图景：在高阶认知网络（如DMN、SAN、FPN）内部及其与低阶感觉网络（如听觉、感觉运动、视觉网络）之间存在明显的交互失调。这一“高低阶网络交互失衡”模型，为理解ADHD的注意力缺陷、感觉处理异常及行为调节困难提供了新的神经环路层面解释。

同时，研究还表明ADHD功能连接改变模式与分析的空间尺度密切相关，不同尺度水平上表现出的网络异常有所差异。这种尺度依赖性说明了整合多尺度方法全面捕捉脑功能连接复杂特征的重要性，为ADHD神经机制研究提供更可靠的技术框架。

我院为本文第一完成单位。放射影像研究所高映雪博士后为第一作者；放射影像研究所黄晓琦研究员与龚启勇教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、中国科学技术部国家基金、四川省科技厅等项目资助。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s44220-025-00512-5