強迫性障害(obsessive-compulsive disorder、OCD)の生物学は、強迫性障害のメカニズムに関する生物学に基づく理論を扱う。認知モデルは一般に実行機能不全または調節制御の範疇に属する[1]。神経解剖学的には機能的および構造的ニューロイメージング研究は前頭前皮質(PFC)、大脳基底核(BG)、島皮質および後帯状皮質(PCC)を関係づけており遺伝的および神経化学的研究はグルタミン酸およびモノアミン神経伝達物質を関係づけている。
神経解剖学
モデル

皮質-大脳基底核-視床-皮質ループ(CBGTC)モデルは眼窩前頭皮質(OFC)および前帯状皮質(ACC)に関連した大脳基底核ループがOCDに関係しているというニューロイメージング研究の観察結果に基づいているが、体積および機能変化の方向性は一致しない。神経精神障害に続発するOCDからの因果的証拠はCBGTCモデルを支持する[2]。強迫観念は通常暗黙的に処理される情報をゲート処理するための回路の障害から発生し背外側前頭前皮質(dlPFC)や海馬などの明示的な処理システムでの表現につながることで強迫観念が生じる可能性がある[3]。

OCDにおける異常な影響はOFC、腹側線条体および扁桃体の機能障害から生じると仮定されてきた。OCDの特徴として高レベルの不安、大うつ病性障害の高い併発率、および報酬に対する反応の鈍化がある。これは正の刺激に対する扁桃体および腹側線条体の反応の低下および恐ろしい刺激に対する扁桃体の反応の上昇によって反映される。さらに、側坐核の脳深部刺激はOCDの効果的な治療法であり、症状の改善はドーパミン受容体の結合減少と相関している。放射性リガンドトレーサーが内因性ドーパミンによって置換される能力による結合減少は大脳基底核のドーパミン放出の増加を反映していると考えられる。鈍い報酬による情動調節障害および高い恐怖感度は、回避行動に過度の動機的セイリアンス(顕著性)を割り当てることによって強迫行動を促進する可能性がある[4]。

腹側線条体は行動選択において重要であり、そして刺激関連性の結果のための価値の様々な局面を知らせる内側OFCからの入力を受け取る。特定の行動に異常な値を割り当てることによって、OFCは腹側線条体の行動選択を調節することを通して強迫行動につながる可能性がある。 OFCには容積の減少、安静時の活動の増加および認知作業中の活動の減少など多くの異常が見られた。安静時と認知時のパラダイムの違いは、シグナル対ノイズ比の増加、異常な評価のメカニズムが原因の可能性がある。OFC-線条体接続も症状の重症度を予測するが、一部研究ではその反対の事もわかっている[4]。

刺激や課題の異常評価に加えて、過剰な不安につながるエラーモニタリングの機能障害によって強迫行動が引き起こされる可能性がある[5]。

OCDはまた、反応抑制の機能障害と恐怖消去から生じるものとして概念化されてきた。安静時に全体としてのOFCの活動亢進がOCDにおいて観察される一方で、外側OFCの活動亢進およびmOFCの活動低下が見られる。これは恐怖/回避行動のlOFCへの局在化およびmOFCへの情動調節と一致している。モニタリング作業中のdACCの活動亢進はlOFCおよび扁桃体の活動亢進と共にすべて強迫観念を生み出すのに寄与している可能性があり、mOFCによる調節の低下はそれらを可能にし得る[6]。

習慣への過度の依存を報告する一部研究でも明らかなように、あるモデルは強迫観念は強迫行動を促進するのではなく、むしろ強迫行動の副産物であることを示唆している[7]。機能不全の習慣に基づく学習は、海馬活動の増加を報告する記憶のニューロイメージング研究の背後にある要因となり得る。通常は暗黙的に処理される情報の意識的な処理が強迫観念の根本的な原因の可能性がある[6]。
機能的ニューロイメージング

機能的ニューロイメージング研究はOCDにおける複数の領域を示唆している。症状の誘発は両側眼窩前頭皮質(OFC)、右前側 PFC、左背外側前頭前皮質(dlPFC)、両側前帯状回皮質(ACC)、左楔前部、右前運動皮質、左上側頭回(STG)、両側外淡蒼球、左海馬、右島、左尾状、右後帯状皮質(PCC)および右上頭頂小葉の活性化の可能性の増加と関係する[8]。眼窩前頭皮質の内側部分は島皮質、帯状回、扁桃体及び視床下部を含む傍辺縁系-大脳辺縁系と接続する。この領域は与えられた行動を受けて起こり得る正と負の結果の予測に用いられる期待される結果の価値の表現の符号化に関与している[8]。情動的課題の間にセイリアンス、覚醒および習慣に関与する領域であるACC、島皮質、尾状の頂部および被殻において活動亢進が観察されている。情動課題中の活動低下は 内側前頭前皮質(mPFC)および尾状後部で観察され、これらは行動と認知制御に関与している。非情動的な作業中に淡蒼球、腹側前部視床および後部尾状回において活動低下が観察されている間、楔前部とPCCにおいて活動亢進が観察されている[9]。より古いメタアナリシスは、OFCとACCで過活動を発見した[10]。さまざまな機能的ニューローイメージングパラダイムのALEメタ分析はGo/no go、干渉およびタスク切り替えパラダイム中にさまざまな異常を観察した。右の被殻および小脳における活性化可能性の減少がGo/No Goの間に報告された。干渉課題の間に活性化の可能性が左上前頭回、右中心前回および左帯状回で減少し、右尾状回で増加すると報告された。タスク切り替えは、中央、内側、下側、上前頭回、尾状、帯状回および楔前部における活性化可能性の広範な減少と関連していた[11]。 別のALEメタアナリシスは、眼窩前頭、線条体、外側前頭、前帯状、中後頭および頭頂部、ならびに小脳領域に一貫した異常を見出した[12]。
構造神経イメージング

灰白質、白質および構造的結合性の違いがOCDで観察されている。あるメタアナリシスは、レンズ核の両側で灰白質が増加し、ACCとmPFCで灰白質が減少することを報告した[13]。