Schizophrenia and High Risk for Psychosis

Schizophrenia and High Risk for Psychosis

조현병 및 정신증 고위험군 연구

Development of modern medicine led to new discoveries confirming that one of the major psychotic disorders, schizophrenia, is not caused by a single factor but by multiple factors. Schizophrenia is a disorder that exhibits various psychotic symptoms caused by genetic trait and environmental factors that result in brain dysfunction. In addition to genetic factors and family history, prenatal infection, complication during labor, and nutrition deficiency can cause problems in brain development and maturation, increasing one’s vulnerability to the onset of schizophrenia. Such environmental factors combined alter the structure and functionality of the brain, triggering the onset of schizophrenia, which happens mostly during one’s 10s to 20s. Most of the time, chronic progression and poor prognosis affect not only the patient and the family but also the society.

Until now, schizophrenia research was focused on psychotic symptoms such as hallucination and delusion, but recently, such symptoms were classified not just as characteristic schizophrenia symptoms but part of broader clinical symptoms that can be identified in schizophrenia patients. In regards to treatment, we need to research the characteristic biomarkers that indicate structural and functional brain abnormalities rather than limit our perspectives in symptomatology, as hallucination and delusion occur when structural and functional brain abnormalities have progressed considerably.

The CCNC lab is currently utilizing various neuroimaging (sMRI, fMRI, DTI, MRS, MEG & PET), neurophysiological (EEG & ERP) methods and neurocogntivive tests covering multifacet cognitive domains to study the mechanisms of schizophrenia. In particular, we are trying to discover the mechanisms of schizophrenia onset and develop early diagnostic methods by researching high-risk groups in their prodromal phase. In the future, the CCNC lab will further our cause and investigate reliable biological markers for predicting onset and treatment response by expanding our study from a narrow analysis of the mechanism of schizophrenia to a more comprehensive research that combines genetics, cognition, and neuroimaging.

 

현대 의학이 발달하면서 정신과의 대표적인 질환인 조현병이 어떠한 단일한 원인에 의해서 발생하는 것이 아니라 다원인에 의한 ‘뇌’의 질환으로 밝혀지고 있습니다. 조현병은 개인의 유전자 특성과 환경적 영향이 상호작용함으로써 뇌에 이상이 발생하여 다양한 정신과적 증상이 나타나는 질환입니다. 조현병의 가족력 등 유전적 요인에 주산기의 감염이나 난산 등 주산기 문제나 영양결핍 등으로 인해 뇌발달이나 성숙에 문제가 있을 경우 조현병 발병에 취약해지게 되고 여러 환경적 요인이 결합하면서 뇌 구조와 기능에 변화가 초래되고 대개 10-20대에 증상이 발병하게 되고, 많은 경우 만성적 경과 및 불량한 예후 등으로 환자와 환자 가족들, 사회에 큰 부담을 주고 있습니다.

현재까지 조현병에 대한 연구는 정신병적 증상이라고 알려진 ‘환청, 망상’ 등에 초점이 맞춰져 있었으나, 최근 들어 이러한 증상들이 조현병의 특이 증상이 아니며 조현병에서 확인된 광범위한 임상 증상 중 일부분임을 알게 되었습니다. 조현병의 치료 측면에서 볼 때, ‘환청, 망상’ 등의 증상이 나타난 시점은 이미 뇌 구조와 기능 이상이 상당히 진행한 상태이므로, 조현병을 조기 진단하고 치료하기 위해서는 증상 차원이 아닌 뇌구조의 기능과 이상을 반영하는 특이적인 생물학적 표지자 차원의 연구가 진행되어야 할 필요가 있습니다.

우리 연구실에서는 신경영상학(sMRI, fMRI, DTI, MRS, MEG & PET) 및 신경생리학(EEG & ERP) 방법과 다양한 신경인지기능 검사를 사용하여 조현병의 메커니즘을 연구하고 있습니다. 특히 조현병 전구기에 있는 고위험군에 대한 연구를 통해 조현병의 발병 기전 및 조기 진단 기술을 개발하고자 노력하고 있습니다. 향후에는 한 가지 방법을 통한 국소적 기전 연구에서 유전자, 인지, 뇌 영상 등을 통합하는 연구로 나아가 조현병의 발병 예측인자와 치료 반응 인자 등의 생물학적 표지자를 규명하려고 합니다.

 

Major Studies/ 주요 연구

psychosis 1

The above study observed N1 and MMN responses during passive auditory oddball task using MEG in ultra-high-risk, schizophrenia, and normal control groups. Compared to the normal control group, MMNm dipole movement for the last repeated standard tone was abnormally reduced in ultra-high-risk group and more drastically in schizophrenia group, suggesting that auditory adaptation may be sensitive to the progression of schizophrenia.

위 연구는 MEG를 이용하여 고위험군, 조현병군, 정상군의 전주의적 청각처리 과정중의 뇌파 특성을 비교하였다. 결과에 의하면 정상군에 비하여 고위험군과 특히 조현병군의 반복적 청각 자극으로 생성된 MMNm 뇌파가 현저히 감소하는 모습을 보였고, 이는 전주의적 청각 처리 능력이 조현병 진행에 민감할 수도 있음을 시사한다.

Schizophrenia Bulletin, 2012; 38: 1258-1267.

 

psychosis 2

The above study used MEG to analyze MMNm component elicited during passive oddball task in ultra-high-risk and normal control groups. The ultra-high-risk group showed smaller right MMNm diploe movement than those of the control group suggesting deficits in the early stage of auditory processing before the onset of psychosis.

위 연구는 고위험군과 정상군의 전주의적 처리과정 중 생성된 MMNm 뇌파 요소를 분석하였다. 정상군에 비해 고위험군이 현저히 작은 MMN 뇌파 움직임을 보였고, 이는 정신증 고위험군 단계에서 청각처리 과정의 이상이 있음을 시사한다.

Biological Psychiatry, 2009, 65(12):1071-8

 

psychosis 3

The above study measured cortical thickness of ultra-high risk group and found that ultra-high-risk group show cortical thinning in regions that correspond to the structural abnormalities found in schizophrenia, which may reflect functional decline at prodromal stage of schizophrenia.

위 연구는 정신증 고위험군에서의 대뇌피질두께를 비교 분석하여 고위험구에서 특정 뇌 영역에서 피질두께가 감소하였으며 특히 조현병에서 감소가 더 심하다는 것을 밝혔고, 이는 피질두께의 감소가 고위험군에서 이미 시작되어 진행되고 있음을 시사한다.

Schizophr Bulletin, 2011 Jul;37(4):839-49.

 

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The above study compared the number of probabilistic tractography counts between the thalamus and cortical white matter in clinical-high-risk, first-episode-psychosis, and healthy control groups and established pattern of disconnectivity in clinical-high-risk and first-episode-psychosis groups that suggests the involvement of thalamus in the progression of psychosis.

위 연구는 고위험군과 첫발병군의 시상부와 피질의 백질의 연결망을 비교 분석하여 비정상적인 시상부와 대뇌피질의 연결망 패턴을 밝혔고, 이는 시상부가 조현증의 진행에 연관되있음을 시사한다.