抑郁癥病人靜息態(tài)磁共振研究進(jìn)展

抑郁癥病人靜息態(tài)磁共振研究進(jìn)展

一、個(gè)前景區(qū)功能網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)（mn）由馬克赫爾（macurchaule）開發(fā)。根據(jù)之前的大量研究，局部腦區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（包括楔前葉、后扣除帶皮質(zhì)、內(nèi)側(cè)前葉皮質(zhì)、內(nèi)側(cè)、側(cè)、下葉皮質(zhì)等部位）激活于任務(wù)刺激，但在靜息狀態(tài)下，腦區(qū)域網(wǎng)絡(luò)具有高度的功能關(guān)系。靜息態(tài)被認(rèn)為是默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的腦活動(dòng),指個(gè)體在覺醒、警覺但不涉及注意及任務(wù)執(zhí)行時(shí)腦的一種狀態(tài)(Raichle,2001)。在任務(wù)執(zhí)行期間,默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)是減弱的,任務(wù)要求越高,去激活越強(qiáng)。在默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)下,僅僅保持基本的,簡單的感覺任務(wù),僅僅需要很少的注意參與。在靜息狀態(tài)功能磁共振成像中,神經(jīng)生理指數(shù)是血氧水平依賴信號(hào)(bloodoxygenlevel-dependent,BOLD),這種信號(hào)在靜息腦顯示為低頻自發(fā)振蕩(<0.1Hz),在遠(yuǎn)離的兩個(gè)腦區(qū)之間存在時(shí)間的同步性,而與心臟及呼吸偽影無關(guān)。這種低頻的血氧水平依賴信號(hào)間接的反映了靜息態(tài)的腦活動(dòng)(Sonuga-BarkeandCastellanos,2007)。目前較公認(rèn)的靜息態(tài)默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)包括:扣帶回后部皮層、楔前葉、前額葉內(nèi)側(cè)皮層等?？蹘Щ睾蟛科釉谇榫坝洃浘幋a起作用。楔前葉是靜息態(tài)代謝率最高的去激活腦區(qū)。楔前葉的功能包括視空間意象、情景記憶提取、自我處理以及意識(shí)等方面。腹內(nèi)側(cè)前額葉參與情緒處理及情景記憶的提取。背內(nèi)側(cè)前額葉皮層參與自發(fā)的、任務(wù)相關(guān)的自參照或內(nèi)省定向的思維活動(dòng)的處理?？傊?該功能網(wǎng)絡(luò)與情景記憶的提取、對(duì)周圍環(huán)境和自我內(nèi)省狀態(tài)的監(jiān)控以及持續(xù)進(jìn)行的認(rèn)知和情感過程有關(guān)。關(guān)于默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)在精神疾病中機(jī)制假說包括:(1)任務(wù)執(zhí)行過程中默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的干擾作用;(2)任務(wù)網(wǎng)絡(luò)與默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的拮抗模式的改變;(3)默認(rèn)功能網(wǎng)絡(luò)的功能連接的改變;(4)默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)激活模式的改變等。二、腦連接的功能結(jié)構(gòu)分析方法靜息狀態(tài)腦網(wǎng)絡(luò)的研究,多采用功能連接的方法,功能連接指兩個(gè)空間上遠(yuǎn)離的腦區(qū)之間的時(shí)域相關(guān)性。主要有兩種方法用來描述各腦區(qū)之間的功能連接:一種是獨(dú)立成分分析法(independentcomponentanalysis,ICA),一種是感興趣區(qū)(region-of-interest,ROI)分析法。ICA僅能得到網(wǎng)絡(luò)的空間分布,卻不能度量腦區(qū)之間的連接強(qiáng)度。ROI法可以度量兩個(gè)腦區(qū)功能連接的強(qiáng)度,從而彌補(bǔ)了ICA法的缺點(diǎn)。ROI的選取通常是基于先驗(yàn)的解剖知識(shí)或認(rèn)知任務(wù)的激活區(qū)來選擇,選取位置、大小和形狀不同,得出的結(jié)果也會(huì)不同。另外、還有局部一致性分析法(ReHo),低頻振幅的方法(ALFF)、“擬合優(yōu)度模式”(goodnessoffitmodel),更好的發(fā)揮了獨(dú)立成分分析法的功能。最近小世界網(wǎng)絡(luò)(smallworldnetwork,SWN)模型被用來研究腦網(wǎng)絡(luò)連接。該模型認(rèn)為大腦是一個(gè)由功能連接腦區(qū)組成的復(fù)雜動(dòng)態(tài)系統(tǒng),腦區(qū)之間功能連接具有小世界拓?fù)涮匦?其內(nèi)部有著高度集聚的子網(wǎng)絡(luò),并且有著很高的整體連接水平。SWN高度局部聚類系數(shù)和較短的平均路徑長度,與大腦信息處理中的功能分離與功能整合相對(duì)應(yīng),非常適用于靜息態(tài)大腦功能網(wǎng)絡(luò)連接的研究。三、老年抑郁癥患者腦靜息態(tài)功能連接改善臨床近年來,對(duì)精神障礙的靜息態(tài)功能磁共振的研究越來越多,較多的研究集中在阿爾采末氏病(AD)、兒童多動(dòng)癥(ADHD)、精神分裂癥、孤獨(dú)癥、癲癇、抑郁癥、焦慮癥、多發(fā)性硬化及疼痛等。不同的神經(jīng)精神疾病默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)功能連接不同。本文重點(diǎn)綜述了近年國內(nèi)外關(guān)于抑郁癥靜息腦功能磁共振相關(guān)研究。關(guān)于抑郁癥的研究,目前多基于解剖學(xué)上大腦情感調(diào)節(jié)環(huán)路選擇興趣區(qū)或分析腦局部一致性區(qū)域。采用fMRI及PET方法,發(fā)現(xiàn)抑郁癥病人杏仁核、腹側(cè)紋狀體(VST)、背內(nèi)側(cè)丘腦(DMTHAL)活性增強(qiáng)。其他腦區(qū)如島葉、海馬及旁海馬區(qū)活性也增強(qiáng)。相反,某些皮質(zhì)區(qū)域,特別是膝前前扣帶皮質(zhì)(pgACC)及腹側(cè)前扣帶皮質(zhì)(vACC)、內(nèi)側(cè)前額葉前部、眶額葉(OFC)及背側(cè)前額葉(DLPFC)功能減弱。以上區(qū)域涉及到皮質(zhì)邊緣葉與情緒調(diào)節(jié)有關(guān)的區(qū)域。Nautail早在1972年提出抑郁癥的神經(jīng)病理環(huán)路,即邊緣系統(tǒng)—皮質(zhì)—紋狀體—蒼白球—丘腦環(huán)路。Jaracz和Rybakowski認(rèn)為,該環(huán)路在情緒的調(diào)控和抑郁癥的發(fā)病機(jī)制中起重要作用。另有學(xué)者提出類似的皮質(zhì)邊緣葉情緒調(diào)節(jié)環(huán)路(MRC):前扣帶—紋狀體—蒼白球—丘腦—杏仁核環(huán)路。Anand等首先報(bào)道了抑郁癥病人靜息狀態(tài)連接結(jié)果。采用假說驅(qū)動(dòng)、基于ROI的方法發(fā)現(xiàn)抑郁癥患者背前扣帶回(Brodmann24區(qū))與其他3個(gè)區(qū)(丘腦、杏仁體、蒼白球)之間的靜息態(tài)連接減少。以往PET對(duì)腦功能活動(dòng)的研究較一致認(rèn)為老年抑郁癥緩解期病人可能存在特異性局部代謝異常,主要表現(xiàn)在前扣帶、眶額葉皮層及內(nèi)側(cè)丘腦代謝增強(qiáng)及在誘導(dǎo)的悲傷期間膝前前扣帶代謝減弱。Peng等(2011)對(duì)16例抑郁癥及16例健康對(duì)照進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)左丘腦,左顳葉,左小腦后葉局部一致性降低。Sheline等(2010)比較18例抑郁癥與17例對(duì)照組發(fā)現(xiàn)雙側(cè)DMPFC增強(qiáng)認(rèn)為在背側(cè)的功能聯(lián)結(jié)異常是情緒失調(diào)的基礎(chǔ)。Yuan2008年用局部一致性的方法對(duì)18名緩解期老年抑郁癥病人與14名健康對(duì)照組作fMRI靜息態(tài)的研究。結(jié)果顯示緩解期的老年抑郁主要表現(xiàn)在額葉顳葉及頂葉的ReHo值減弱。Yao等2009年采用局部一致性的方法,發(fā)現(xiàn)與健康組對(duì)照,抑郁病人右側(cè)眶額葉皮質(zhì)、右側(cè)梭狀回、右腹側(cè)前扣帶回及左背側(cè)前扣帶回,右后扣帶回,左豆?fàn)詈思坝覎u葉局部一致性減弱。Anand2009年對(duì)未經(jīng)治療的雙相障礙及單相抑郁的腦靜息態(tài)功能磁共振成像進(jìn)行了研究,11名雙相障礙的病人(BD),與15例單相抑郁病人(MDD)及15例健康被試進(jìn)行對(duì)照研究。選擇膝前前扣帶pgACC(該區(qū)位于胼胝體膝前,Brodmann24區(qū))為興趣區(qū),研究結(jié)果顯示BD病人膝前前扣帶皮質(zhì)(pgACC)與左右側(cè)背內(nèi)側(cè)丘腦的連接顯著減弱,在MDD病人中結(jié)果相似。另外,BD病人pgACC與左右杏仁核及左蒼白球紋狀體的連接減弱。Cullen研究了28例青少年被試(14例抑郁病人,14例健康對(duì)照),興趣區(qū)選擇在膝下ACC、杏仁核及膝上ACC,結(jié)果顯示伴抑郁癥青少年存在功能連接減弱,主要在基于膝下ACC的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),包括膝上ACC(BA32)、右內(nèi)側(cè)前額葉(BA10)、左下前額葉皮質(zhì)(BA47)及左上前額葉皮質(zhì)(BA22)、顳上回(BA22)及島葉(BA),與健康組對(duì)比,MDD青少年膝下ACC功能連接減弱。Greicius2007年對(duì)28例MDD與20健康對(duì)照組采用獨(dú)立成分分析方法,顯示在抑郁癥病人膝下扣帶與丘腦功能連接增加。在所有連接增加的區(qū)域,抑郁的病程僅與膝下扣帶功能連接增加呈正相關(guān)。以前Mayberg等研究發(fā)現(xiàn)難治性抑郁癥患者膝下扣帶的糖代謝增加,并且這個(gè)區(qū)域?qū)ι畈磕X刺激治療抑郁有效。研究發(fā)現(xiàn)難治性抑郁得到有效治療后,該區(qū)的糖代謝減少。另有研究顯示抑郁癥病人用舍曲林治療后內(nèi)側(cè)丘腦及背側(cè)前扣帶連接恢復(fù)正常。Lui等(2011)比較了32非難治性抑郁,28例難治性抑郁及48例健康對(duì)照,發(fā)現(xiàn)非難治性抑郁病人均表現(xiàn)降低的聯(lián)結(jié)在ACC,前額葉,海馬,島葉;而難治性抑郁表現(xiàn)降低的聯(lián)結(jié)在前額葉及丘腦。非難治性抑郁較難治性抑郁表現(xiàn)左側(cè)杏仁核-前扣帶及右側(cè)島葉-契前區(qū)聯(lián)結(jié)降低。國內(nèi)劉想林等2008年對(duì)16例重性抑郁病人和16例健康對(duì)照組靜息態(tài)功能磁共振研究,結(jié)果顯示,重性抑郁癥患者的雙側(cè)額上回、雙側(cè)額中回、雙側(cè)額葉內(nèi)側(cè)回、雙側(cè)中央旁小葉、右頂下小葉、雙側(cè)中央后回、右楔狀葉、左枕中回、左語言中樞、左顳上回、右顳中回、右扣帶回、右殼核的ReHo較正常人顯著降低。劉志芬等2008年對(duì)15例首發(fā)未治療的抑郁癥病人、年齡、性別等相匹配的15例一級(jí)親屬及15例健康對(duì)照組采用結(jié)合局部一致性(ReHo)與低頻振幅(ALFF)兩種處理方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)抑郁癥組、一級(jí)親屬組分別與對(duì)照組比較時(shí),在右島葉、左小腦前葉、左海馬旁回均顯示出Reho值顯著減低;抑郁組、一級(jí)親屬組分別與對(duì)照組比較時(shí),在左中央前回(額葉)、左中央后回(頂葉)均顯示出ALFF顯著減低;抑郁組與對(duì)照組比較時(shí),左中央前回(額葉)、左中央后回(頂葉)、左海馬旁回及左小腦前葉的Reho、ALFF值均顯著減低。王麗等2008年對(duì)27例重性抑郁癥患者(MDD)及年齡、性別、教育程度相匹配的健康人進(jìn)行對(duì)照研究發(fā)現(xiàn),抑郁癥組雙側(cè)額中回、右額下回、右顳上回、左前扣帶回、右后扣帶回、右島葉、雙側(cè)豆?fàn)詈?、雙側(cè)屏狀核、左尾狀核有更高的ReHo。姚志劍等2008年對(duì)抑郁癥靜息態(tài)默認(rèn)狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)功能連接進(jìn)行了初步探討,選擇前額中部、前扣帶回腹側(cè)、后扣帶回與楔前葉為感興趣區(qū),結(jié)果顯示患者組雙側(cè)前額中部與楔前葉、側(cè)后扣帶回與前額中部、右后扣帶回與楔前葉、雙側(cè)扣帶回腹側(cè)與前額中部的功能連接減低。呂粟等2011年等比較了28例難治性抑郁癥患者,32例非難治性抑郁癥及48例健康對(duì)照神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的靜息態(tài),采用種子點(diǎn)方法分析神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),選取13個(gè)與抑郁癥相關(guān)的腦區(qū)作為種子點(diǎn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)難治性與非難治性抑郁具有不同的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),難治性抑郁患者的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)損傷主要集中于額葉丘腦環(huán)路,而非難治患者主要集中于邊緣系統(tǒng)-紋狀體-丘腦環(huán)路。朱雪玲等2011年對(duì)首發(fā)未服藥抑郁癥靜息態(tài)默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)研究發(fā)現(xiàn)與正常對(duì)照比較,抑郁癥患者的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)前部升高后部降低的模式:即背部額內(nèi)側(cè)回、腹部額內(nèi)側(cè)回和腹部前扣帶回功能連接升高,楔前葉和后扣帶回、角回功能連接減低等。綜上所述,以上研究局部一致性腦區(qū)及興趣區(qū),涉及前額葉、頂葉、枕葉、島葉、顳葉、丘腦、杏仁核、豆?fàn)詈?、尾狀核等廣泛的皮質(zhì)、皮質(zhì)下、邊緣葉等區(qū)域,這些腦區(qū)大多處于通常認(rèn)為的抑郁癥神經(jīng)環(huán)路,該腦區(qū)功能的失衡與靜息態(tài)默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)通常涉及的腦區(qū)如扣帶回后部皮層、楔前葉、前額葉內(nèi)側(cè)皮層等部位的聯(lián)系,共同解釋抑郁癥的部分病理機(jī)制。另外部分研究發(fā)現(xiàn)除了以上情感神經(jīng)環(huán)路涉及的腦區(qū),小腦的靜息態(tài)功能也發(fā)現(xiàn)異常,值得關(guān)注。另外,基于種子點(diǎn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法,小世界網(wǎng)絡(luò)等方法得到運(yùn)用,較一致的發(fā)現(xiàn)位于皮層-邊緣情感調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)及默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)腦區(qū)的功能異常。目前研究存在的問題及局限性:目前國內(nèi)、外關(guān)于抑郁癥靜息態(tài)fMRI研究存在的問題有:(1)對(duì)抑郁癥靜息態(tài)下腦功能還需更深入的探索,積累經(jīng)驗(yàn);(2)部分研究對(duì)象服用抗抑郁藥對(duì)靜息態(tài)腦神經(jīng)功能可能存在干擾;(3)所報(bào)道的研究樣本普遍偏小;(4)分析方法不同及分析方法的不斷發(fā)展,給不同研究之間的比較帶來困難;(5)同一種方法,區(qū)域定位不同結(jié)果差異較大;(6)目前的研究均基于情緒調(diào)節(jié)環(huán)路展開或?qū)Y(jié)果進(jìn)行解釋,較少從其他角度去解釋抑郁癥靜息態(tài)腦功能異常。(7)腦靜息態(tài)存在性別差異,同一疾病不同年齡階段的靜息態(tài)也存在差異,這些影響因素在結(jié)果的解釋中中應(yīng)多關(guān)注。將來的研究方向:1)將各種分析方法有效結(jié)合,如對(duì)ROI、ICA、ReHo、ALFF等方法取長補(bǔ)短;2)采用更先進(jìn)的分析方法,及對(duì)信噪比的繼續(xù)改善,如采用更長時(shí)間序列和高范圍掃描,通過隔離和消除偽信號(hào)等;3)采用先進(jìn)的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法如探索性結(jié)構(gòu)方程模型、多元線性回歸等,根據(jù)敏感性和特異性選擇最優(yōu)化