精神分裂症是一种表现为感知觉、思维、情绪以及行为多方面障碍的严重致残性精神疾病,其临床症状分为阴性和阳性两种,同时也伴有认知受损的出现。虽然学者们一直致力于其发病机制和治疗方面的研究,并取得一定进展,但是依然无法准确阐明其发病机制并提供基于诊断标记物的有效治疗手段。随着多模态脑影像学的应用与发展,越来越多的研究表明精神分裂症患者存在着大脑结构和功能的异常。然而目前针对首发未用药精神分裂症患者脑结构和功能研究甚少,而在实施治疗后的效果评价更是鲜有报告。因此,本文基于扩散张量成像（DTI）和基于血氧水平（BOLD）的静息态功能性磁共振成像（fMRI）,对首发未用药精神分裂症患者的结构与功能连接异常进行研究,并研究药物治疗对这些异常区域与连接的作用。本文的主要内容包括:1.探究首发未用药精神分裂症患者的白质异常与认知障碍关联的性别差异性。我们首先分析了首发未用药精神分裂症患者与正常对照的白质异常差异,使用各向异性分数（FA）来刻画白质完整性。然后使用了多重方差分析在FA差异区域分析性别与诊断的交互效应,最后在不同的性别组分别分析FA异常和认知异常以及两者的关联。发现在早期精神分裂症患者中存在广泛的FA异常,同时在不同的性别中发现了精神分裂症患者不同的FA异常和认知异常以及两者的关联。男性小脑中的FA值与持续操作能力和数字序列得分呈负相关,而女性患者小脑中的FA值与韦氏记忆量表中的空间跨度测试呈正相关。这些发现表明在不同的性别中精神分裂症的生理病理机制可能有所不同。2.探究首发未用药精神分裂症患者的功能异常以及利培酮单药治疗之后的变化。我们首先在正常人中利用功能连接和“赢者全得”策略来分割丘脑亚区。然后利用双样本t检验探究首发精神分裂症患者和正常人的丘脑亚区与全脑的动态功能连接差异,发现在丘脑的前和背内侧亚区与右侧中央前回,丘脑的腹侧亚区与左侧梭状回,丘脑的腹侧后外侧亚区与右侧眶部额上回,右侧眶内额上回,丘脑的外侧后核亚区与右侧颞下回的动态功能连接存在差异,在纵向研究中发现经过10周治疗后的精神分裂症患者中这些异常连接大多趋于正常。同时利用支持向量回归的机器学习算法通过丘脑亚区的连接模式来预测临床症状以及疗效。在成功预测的结果中,显示了丘脑亚区得到修复的连接区域对于预测临床症状以及疗效有一定的贡献。综上所述,精神分裂症是一种存在大脑结构异常和功能异常的精神疾病,在其早期阶段的结构异常以及结构异常和认知损伤的联系都存在性别特异性,表明性别特定的神经生物学底物参与早期精神分裂症的认知功能障碍,对男性和女性之间针对性不同的干预措施具有重要意义。同时在其早期阶段也存在功能异常,对于丘脑亚区的连接模式存在异常并在利培酮治疗后得到修复的结果,不仅揭示了丘脑亚区细分的意义更说明了精神分裂症的“失连接”特性。同时丘脑亚区连接模式预测出临床症状及其治疗疗效也指出了其对精神分裂症治疗机制的潜在意义。