依瑞德近紅外研究 | 基于fNIRS任務(wù)的重度抑郁癥患者腦功能網(wǎng)絡(luò)不對稱性分析

前言

來自河北省第六人民醫(yī)院張云淑團隊在《Journal of Affective Disorders》發(fā)表了題為《Analysis of functional network asymmetry in major depressive disorder under four fNIRS tasks》的研究論文，該本研究旨在探討抑郁癥患者（MDD）在執(zhí)行不同任務(wù)時大腦功能網(wǎng)絡(luò)的左右不對稱性特征，希望為臨床診斷提供有價值的神經(jīng)生理學(xué)依據(jù)。研究重點在于比較抑郁癥患者和健康對照組在執(zhí)行四個不同任務(wù)時，前額葉和顳葉的激活程度和功能連接差異。

研究方法

被試

抑郁癥患者（MDD）：50名，

健康對照組（HCS）：20名。

采用下列四種任務(wù)，分別考察情緒、認(rèn)知、運動和綜合任務(wù)下的大腦功能

情緒圖片任務(wù)（EPT）：被試觀看正性、中性和負(fù)性情緒圖片，并按鍵表示圖片中的情緒。

言語流暢性任務(wù)（VFT）：被試在有限時間內(nèi)盡可能多地描述四個類別圖片（蔬菜、家用電器、四足動物和水果）的名稱。

手指運動任務(wù)（FT）：被試根據(jù)屏幕指示進行手指指向運動。

負(fù)性情緒圖片描述任務(wù)（NEPDT）：被試描述負(fù)性情緒圖片內(nèi)容并表達看到圖片之后真實感受。（圖1）

fNIRS數(shù)據(jù)收集

任務(wù)過程中的數(shù)據(jù)采集，使用的設(shè)備是武漢資聯(lián)虹康生產(chǎn)的BS-7000臺式近紅外腦功能成像系統(tǒng)，該型號采樣率高達100Hz，共16發(fā)16收53個通道，以腦電10-20系統(tǒng)定位于受試者前額葉以及左右顳葉。

EPT任務(wù)流程

VFT任務(wù)流程

NEPDT任務(wù)流程

FT任務(wù)流程

圖1 四種任務(wù)流程

研究結(jié)果

01

激活模式

MDD患者在左前額葉的激活顯著低于健康對照組，而在右前額葉的激活則顯著增強。在EPT，MDD組和HCS的激活差異不顯著，但在VFT、FT和NEPDT中，MDD患者的右前額葉激活顯著高于HCS（圖2）。

圖2 MDD和HCS在不同任務(wù)中額顳oxy-hb濃度的平均積分值

02

功能連接分析

MDD患者在所有任務(wù)中均表現(xiàn)出前額葉與右顳葉之間的功能連接增強，而與左顳葉的功能連接減弱。在VFT和NEPDT中，這種差異非常顯著（圖3）。

圖3 (A)fNIRS通道分布圖；(B)四個任務(wù)中MDD（左）和HCS（從上到下：EPT、VFT、FT、NEPDT）的功能連接矩陣；(C)MDD（紅色）（藍色）額葉與左顳葉與左顳葉之間的均值和標(biāo)準(zhǔn)差，右圖顯示額葉與右顳葉之間的連接

03

左右不對稱性

MDD患者在所有任務(wù)中均表現(xiàn)出右偏側(cè)（AI<0），而健康對照組表現(xiàn)出左偏側(cè)（AI>0）。在NEPDT任務(wù)中，這種不對稱性差異最為顯著（圖4）。

圖4 MDD和HCS在不同任務(wù)中左右額葉的AI值

04

臨床信息相關(guān)性

年齡、受教育年限和HAMD評分對功能連接強度和氧合血紅蛋白積分值無顯著影響。

結(jié)論

研究表明，抑郁癥患者在執(zhí)行任務(wù)時表現(xiàn)出與健康對照組相反的左右不對稱性特征，這種不對稱性主要體現(xiàn)在前額葉和顳葉的激活和功能連接上。左右不對稱性特征可以為抑郁癥的臨床診斷提供重要的神經(jīng)生理學(xué)依據(jù)，且NEPDT任務(wù)在揭示抑郁癥患者異常腦功能方面具有較高的敏感性。未來研究可以進一步探索任務(wù)范式設(shè)計和特征選擇，以提高抑郁癥的診斷準(zhǔn)確性。

參考文獻：

Yang J, Ma S, Cheng A, Zhang L, Li B, Cui W, Li K, Zhang Y, Liu X. Analysis of functional network asymmetry in major depressive disorder under four fNIRS tasks. J Affect Disord. 2024 Nov 15;365:303-312.

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