犯罪行为的脑损伤网络定位.docx

1、犯罪行为的脑损伤网络定位犯罪行为的脑损伤网络定位发布者：admin正常人在发生脑损伤之后有时会表现出犯罪行为。尽管少见，但这样的例子却可以让我们更好地了解犯罪行为的神经生理学基础。来自哈佛医学院贝斯以色列女执事医疗中心的R.Ryan Darby等人认为一些在不同脑区发生的脑损伤可能影响同一脑网络的正常功能从而导致犯罪行为，并通过损伤网络定位（lesionnetwork localization）的方法，绘制出了与犯罪行为有关联的静息态功能网络。该研究发表在PNAS上。此研究全部采用公共数据进行研究。关键字：功能连接脑网络 犯罪 网络定位1.和犯罪行为有时间关联的脑损伤在空间上具有多样性首先，他

2、们通过文献检索的手段，收集了40例具有犯罪行为的脑损伤患者资料及其脑损伤区域信息。在这40例中，17例患者的犯罪行为与其脑损伤有明确的时间上的关联，包括在脑损伤发生前从未有犯罪行为（15例）以及在脑损伤治疗后犯罪行为消失（2例）；其余23例患者的犯罪行为与其脑损伤没有明确的时间关联（Fig.1）。他们发现这17例患者的脑损伤区域在空间上具有多样性，包括包括位于内侧前额叶或者眶额回的9例，位于内侧颞叶/杏仁核的3例，位于前外侧颞叶的3例，位于背侧前额叶的1例，以及涉及腹侧纹状体和眶额叶皮质部分区域的1例。Fig.1和犯罪行为有时间关联的脑损伤。17个伴随获得性犯罪行为的患者的损伤区域被手工绘制到

3、MNI坐标空间。2.与犯罪行为时间上有关联的脑损伤网络定位其次，研究者在1000例正常人的静息态影像（数据来源于公开数据库http:/neuroinformatics.harvard.edu/gsp/）中以这些区域为种子点计算其与全脑体素间的功能连接并转换成t值映射，并设置T12的阈值建立二值化映射（P10-17）。这些二值化映射代表每个损伤区域相对应的功能连接网络。接着，他们将17个被试的损伤功能连接网络叠加，得到基于的组水平的在“大数据”上的建立的犯罪相关损伤功能连接网络映射（Fig.2;Fig.3）。Fig.2损伤网络定位技术。(A)MNI坐标系上的损伤定位。（B）基于大静息态数据库的损

4、伤区域的功能连接区域。（C）基于损伤相关功能连接网络的损伤定位最大化。Fig.3与犯罪有时间关联的脑损伤区域是一个独特脑网络的一部分。（A）和与犯罪有时间关联的17个损伤脑区有功能连接的脑区。（B）与犯罪有时间关联的17个损伤脑区相对于63个造成别的症状的损伤脑区功能连接差异的非参数体素水平的损伤-症状映射。3.与道德决策脑区的网络定位犯罪行为被认为是道德决策相关的脑区的功能异常所引起的。因此，研究者认为，在正常被试中，与犯罪行为有时间关联的损伤脑区与道德决策脑区有功能连接。他们使用两种方法来界定道德决策脑区：（i）对道德vs非道德刺激所引起的脑激活区域进行激活似然估计（activationl

5、ikelihood estimation, ALE）（ii）Neurosynth (www.neurosynth.org)网站（一款可以避免研究选取造成的偏差的神经影像元分析引擎）上，输入关键词“moral”所得到的相关激活脑区。在此基础上，研究者对造成犯罪行为的脑损伤脑区是否涉及道德决策区域进行了定量研究。具体而言，他们计算了损伤脑区和道德元分析得出的脑区之间在正常人静息态数据中的功能连接。他们认为在组水平上，两者存在功能连接（P0.0001）。并且该功能连接强度显著大于脑损伤导致其他症状与道德相关脑区的功能连接（P0.0001）。该结果独立于界定道德决策脑区的元分析（Fig.4）。4.与道

6、德决策子成分脑区的网络定位道德决策包含了认知控制，基于价值和回报的决策，心理理论和同情等不同的神经心理学过程。而这些过程对于犯罪行为的潜在影响是有争议的。为了研究脑损伤导致的犯罪行为所对应的功能网络和这些道德子成分涉及脑区之间的关系。他们在Neurosynth上用“value”、“theory of mind”、“empathy”以及“cognitive control”作为关键词进行元分析，并将损伤脑区和元分析结果得出的脑区在正常人静息态数据中计算功能连接。结果发现，与犯罪行为有时间关联的损伤脑区与基于价值的决策（P0.0001）和心理理论（P0.0001）所涉及脑区存在功能连接，而与同情和

7、认知控制相关脑区不存在功能连接。损伤脑区与基于价值的决策和心理理论间的功能连接强度显著大于与与同情和认知控制相关脑区的功能连接强度（P0.01）。并且，基于价值的决策和心理理论所涉及脑区与【与犯罪行为有时间关联的损伤脑区】的功能连接显著高于造成其他症状的损伤脑区（P0.0001;Fig.5）。Fig.5与犯罪行为时间上有关联的脑损伤与部分但不是全部的道德决策子成分相关脑区具有功能连接。上图红色为损伤相关的功能网络，绿色为道德子成分相关脑区，黄色为他们重叠的地方。与犯罪行为时间上有关联的脑损伤与基于价值的决策（A）和心理理论（B）相关脑区具有功能连接，但与同情(C)和认知控制（D）相关脑区没有功

8、能连接。相较于其他脑损伤，这些结果是与犯罪行为时间上有关联的脑损伤特有的。（*P0.0001）。5.与异常道德相关的竞争脑网络的网络定位上述研究着重于研究与脑损伤区域正相关的脑区，但是功能网络分析和道德决策的另一个重要主题是对立网络的研究，也就是与脑损伤区域负相关的脑区。接下来，研究者开始探索有犯罪行为的个体已知的行为异常是否和损伤脑区和对立网络的功能连接保持一致。研究者聚焦于已被广泛研究的解决涉及诸如“电车难题”的模糊不清的道德困境的竞争网络间冲突。即，一个网络与伤害他人的强烈冲动有关，而另一个网络则涉及克服这种冲动来执行更功利的决定（如，伤害一个人来拯救五个人的生命）。有更高犯罪几率的病人

9、相较于正常被试更容易伤害他人而不是做下更功利的决定。同理，有更高犯罪几率的病人相较于正常被试也会在最后通牒游戏中更倾向于拒绝不公平条件。因此，研究者假设与犯罪行为时间上有关联的损伤脑区和这些竞争网络间会有不同的功能连接。研究者发现，损伤脑区与避免个人伤害决定所激活的脑区有正性的功能连接（P0.0001），而与做出功利决定所激活的脑区有负性功能连接(P0.0001)。上述两种情况相较于引起其他症状的脑损伤，只针对于犯罪相关的脑损伤（P0.0001）。重要的是，这两种竞争脑区与损伤区域的功能连接对脑损伤引起的犯罪行为的预测比单独一种脑区的预测结果都要好（P0.01）。同理，研究者发现，损伤脑区与拒

10、绝不公平待遇所激活的脑区有负性的功能连接（P0.05），而与接受公平待遇所激活的脑区有正性功能连接(P0.05)。上述两种情况相较于引起其他症状的脑损伤，只针对于犯罪相关的脑损伤（P0.0001）。Fig.6与犯罪行为有时间关联的脑损伤和涉及道德决策的对立网络有相反的连接。（A）损伤区域和在个人道德困境中避免伤害决策所激活的脑区（绿色）有正性连接（红色；黄色为重叠区域）。（B）损伤区域和在非个人道德困境中被功利主义所激活的脑区（绿色）有负性连接（蓝色；黄色为重叠区域）。结果相比引起其他症状的脑损伤（黑色），只针对于犯罪相关的脑损伤（灰色）。（*P0.0001）。6.在与脑损伤没有明确时间相关的

11、脑损伤患者中推广在很多病例中，脑损伤和犯罪行为的时间关系是不确定的。研究者在研究初期也界定了23例这样的病例。这些病例包括在监禁期间偶然发现症状的囚犯（20例），出生便伴随脑损伤的患者（2例），犯罪发生时损伤已经收到治疗（1例）。对于这些病例，作者做了同样的分析，得到了与犯罪行为有确定时间关联的脑损伤一致的结果。(Fig.7)Fig.7在与脑损伤没有明确时间相关的脑损伤患者中推广。与犯罪行为有确定时间关联的脑损伤（A）和与犯罪行为没有确定时间关联的脑损伤和相同的区域有连接。相较于控制组，两组损伤脑区均与道德相关脑区有显著功能连接（右图）。（*P0.0001）。7.结论综上所述，研究者认为与犯罪行为有时间关联的脑损伤属于一个特定的脑功能连接模式。这有助于对犯罪行为进行理解、预测和责任判定。参考文献：Darby R R, Horn A, CushmanF, et al.Lesion network localization of criminal behaviorJ. Proceedings of theNational Academy of Sciences, 2017: 201706587.欢迎微信扫码关注思影科技获取脑影像资讯和课程信息