焦 青 丁 軍 郭永新 高維佳 戚榮豐 曹衛(wèi)芳 盧光明 蘇林雁

重性抑郁障礙(major depression disorder，MDD)是一種對患者家庭、人際關(guān)系、工作、學(xué)習(xí)、日常飲食與睡眠，以及其他身體功能產(chǎn)生負(fù)面影響的嚴(yán)重疾病。重性抑郁發(fā)作最典型的癥狀包括:患者長期處于極其抑郁的情感狀態(tài)中，對以前感到有趣的活動失去興趣，認(rèn)為自己的人生無價值，極度的罪惡感、懊悔感、無助感、絕望感和自暴自棄［1］。中國大陸有42．3%的中學(xué)生有不同程度的抑郁癥狀，其中有12．4%為重度抑郁［2］，嚴(yán)重影響青少年的身心健康，因此對青少年重性抑郁障礙的研究具有重要意義。近來大量影像學(xué)研究表明，MDD青少年患者的腦結(jié)構(gòu)與功能均有所改變，如額葉灰質(zhì)增加、白質(zhì)減少，尾狀核及前扣帶回體積減小，以及杏仁核及海馬體積的增大［3－4］等，前扣帶回與額葉及顳葉的功能連接降低［5］，以及靜息低頻振幅的前額葉升高及腦島、海馬等皮下區(qū)域的降低［6］等。研究報道的MDD相關(guān)變化腦區(qū)多數(shù)呈現(xiàn)雙側(cè)變化，但這些雙側(cè)腦區(qū)的半球間功能連接的變化狀況還不清楚，而大腦半球間腦區(qū)的協(xié)同作用是維持機(jī)體活動和諧統(tǒng)一性的保證。本研究采用靜息腦功能磁共振成像技術(shù)，通過計算fMRI圖像的對稱體素同胚連接(voxelmirrored homotopic correlation，VMHC)，以期為揭示青少年MDD患者大腦半球間功能對稱性的改變狀況提供線索。

1 材料與方法

1．1 受試者

選用12例13～16歲首發(fā)未用藥的重性抑郁癥患者［平均年齡(14．3±1．0)歲，其中 6例為女性)］，及12例年齡性別匹配的健康青少年［平均年齡(15．2±0．7)歲，其中7例為女性］作為對照組(HC)納入研究。患者排除標(biāo)準(zhǔn)為:有頭部外傷史、系統(tǒng)性疾病、心理障礙、孤獨(dú)癥、躁狂癥、酗酒、物質(zhì)濫用、飲食障礙、學(xué)習(xí)障礙以及進(jìn)行MRI掃描的禁忌癥。健康對照組被試均無家族或個人精神疾病史。所有青少年被試的智商均在85以上。在進(jìn)行測試之前，所有被試的父母或監(jiān)護(hù)人均簽署知情同意書，該研究得到中南大學(xué)湘雅第二附屬醫(yī)院的倫理委員會同意。

1．2 精神病學(xué)評估

由兩名兒童精神科醫(yī)生依據(jù)DSM-IV標(biāo)準(zhǔn)［1］經(jīng)過訪談進(jìn)行MDD的診斷。所有的被試均進(jìn)行情緒情感問卷(short Mood and Feeling Questionnaire，SMFQ)和兒童焦慮相關(guān)情緒障礙問卷(Screen for Child Anxiety Related Emotional Disorders，SCARED)調(diào)查，這兩個問卷已經(jīng)在國內(nèi)得到良好的應(yīng)用［7－8］。兩個問卷得分越高表示青少年抑郁與焦慮程度越高。

1．3 MRI數(shù)據(jù)采集

采用3TMRI掃描系統(tǒng)(德國西門子)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。在掃描期間，要求被試閉眼，保持頭部靜止及頭腦清醒，每個被試配備一個耳塞和緩沖墊以保護(hù)他們免受掃描噪聲干擾。結(jié)構(gòu)像采用T1-FL2D序列采集，參數(shù)為:TR/TE=350 ms/2．46 ms，matrix=320×256，F(xiàn)OV=24 cm ×24 cm，slice thickness/gap=4 mm/0．4 mm，全腦共30層。靜息fMRI圖像采用GRE-EPI采集，參數(shù)為:TR/TE=3000 ms/30 ms，F(xiàn)A=90°，matrix=64 ×64，F(xiàn)OV=24 cm ×24 cm，slice thickness/gap=3．0 mm/0．3mm，共采集150個體，持續(xù)時間為450秒。

1．4 圖像預(yù)處理

采用 DPARSF(V2．1，http://www．restfmri．net/forum/DPARSF)軟件進(jìn)行fMRI數(shù)據(jù)的預(yù)處理，進(jìn)行層間時間校正，頭動校正(剔除頭部移動大于1 mm，轉(zhuǎn)動大于1°的數(shù)據(jù))，標(biāo)準(zhǔn)化到MRI標(biāo)準(zhǔn)空間(重采樣為3 mm×3 mm×3 mm)，空間平滑(FWHM為6 mm)，去趨勢以及帶通濾波(0．01 －0．08 Hz)。

1．5 VMHC 計算

在進(jìn)行VMHC計算之前，先將fMRI數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化到對稱模板［9］。首先，將每個人的T1圖像標(biāo)準(zhǔn)化到MNI空間，將所有24個人的T1圖像進(jìn)行平均得到平均T1模板。其次，將該平均T1模板圖像與其左右翻轉(zhuǎn)的圖像進(jìn)行平均，得到對稱模板。最后，將每個人的預(yù)處理后的fMRI圖像與該對稱T1模板圖像進(jìn)行配準(zhǔn)。

采用 REST 軟件(V1．8，http://www．restfmri．net/forum/REST)進(jìn)行VMHC計算。計算大腦兩側(cè)半球?qū)ΨQ像素的泊松相關(guān)系數(shù)。為了減小有中線偽跡帶來的VMHC強(qiáng)度的增大，將中線x=±3的像素排除。MDD與HC兩組的VMHC差異采用兩樣本t檢驗(yàn)來得到?？紤]到年齡和性別對青少年發(fā)育中靜息態(tài)fMRI及VMHC的影響，在計算中，將年齡和性別作為協(xié)變量回歸［10］。采用Monte Carlo模擬進(jìn)行全腦圖像的多重校驗(yàn)，校正后的顯著性水平為P＜0．05(個體像素概率閾值為 P＜0．05，最小團(tuán)簇大小為165)。由兩組間表現(xiàn)出VMHC差異的腦區(qū)來定義感興趣區(qū)(regions of interest，ROIs)。提取每個ROI內(nèi)的平均VMHC值與精神病學(xué)評分(SMFQ及SCARED)進(jìn)行相關(guān)分析，并回歸年齡和性別。

1．6 統(tǒng)計學(xué)分析

在 SPSS 11．5 軟件 (SPSS Inc．，Chicago，IL，USA)下，采用單樣本t檢驗(yàn)和卡方檢驗(yàn)來比較兩組人口學(xué)數(shù)據(jù)、SMFQ及SCARED數(shù)值的差異，結(jié)果以均值±標(biāo)準(zhǔn)差方式顯示。

2 結(jié)果

2．1 人口統(tǒng)計學(xué)及臨床指標(biāo)

人口統(tǒng)計學(xué)及臨床指標(biāo)結(jié)果見表1。兩組間年齡、性別均無顯著性差異，兩組的SMFQ與SCARED評分有顯著性差異。沒有被試數(shù)據(jù)由于掃描期間頭部移動大于1mm和頭部轉(zhuǎn)動大于1°而被排除。

表1 MDD與HC組的人口統(tǒng)計學(xué)及臨床指標(biāo)比較

2．2 VMHC 差異

圖1顯示了兩組間的VMHC差異，與正常青少年相比，青少年MDD患者在中央后回、Rolandic島蓋區(qū)以及腦島的VMHC表現(xiàn)為顯著降低(校驗(yàn)后P＜0．05)，這些腦區(qū)與軀體感覺及情感加工有關(guān)。這3個差異腦區(qū)的細(xì)節(jié)信息如表2所示。相關(guān)分析結(jié)果表明，在回歸掉年齡與性別的情況下，上述3個腦區(qū)的VMHC與SMFQ及SCARED評分均未發(fā)現(xiàn)顯著相關(guān)性。

3 討論

大腦半球間同胚功能連接性可以反映腦內(nèi)在功能狀況，同時反映了用來整合大腦認(rèn)知與行為的雙側(cè)半球間通訊的重要性［11］，在對孤獨(dú)癥、可卡因成癮、成年抑郁癥及多發(fā)性硬化等疾病的研究中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了相關(guān)腦區(qū)的VMHC異常［12-14］。本研究通過計算VMHC檢測了MDD患者的功能性大腦半球間功能連接性，發(fā)現(xiàn)中央后回、Rolandic島蓋及腦島等區(qū)域的雙側(cè)功能連接性降低。

表2 在MDD與HC兩組間表現(xiàn)VMHC差異的腦區(qū)(只顯示了右側(cè)腦區(qū)坐標(biāo))

圖1 兩組全腦VMHC差異圖

中央后回為軀體感覺區(qū)，在MDD患者中顯著表現(xiàn)為灰質(zhì)體積減少［15］，并且在Go/No-Go測試中與錯誤發(fā)生率上升以及語言記憶延遲等行為有關(guān)，視覺注意損傷及注意能力的降低均與中央后回的灰質(zhì)減少呈現(xiàn)正相關(guān)，因此中央后回可能是MDD認(rèn)知異?；芈分械闹匾X區(qū)［16］。腦島是負(fù)責(zé)情緒加工的重要的副邊緣結(jié)構(gòu)，研究表明，情緒由腦島喚起，然后在腹側(cè)前扣帶回與其他認(rèn)知信號相整合，這一過程為在社會背景下做出適當(dāng)?shù)男袨闆Q策提供保證［17］。相比正常人，抑郁癥患者的腦島表現(xiàn)為灰質(zhì)體積下降，其下降與抑郁嚴(yán)重程度指標(biāo)顯著相關(guān)，且與抑郁癥患者對厭惡的平均辨別精度呈現(xiàn)正相關(guān)［18］。靜息狀態(tài)下，腦島低頻振蕩信號［6］及局域一致性［19］均較正常被試降低。近來的研究表明腦島是抑郁癥患者憎恨環(huán)路中的重要組成結(jié)構(gòu)［20］。因此，腦島在抑郁癥發(fā)生機(jī)理中扮演重要角色。Rolandic島蓋接收從丘腦中繼核傳來的投射，該腦區(qū)的神經(jīng)活動由味覺及語言受體輸入的感覺信號所調(diào)制［21］。MDD 患者的 Rolandic 島蓋體積下降［22］，有自殺傾向的MDD患者呈現(xiàn)Rolandic島蓋的皮層血流降低［23］。

本研究所發(fā)現(xiàn)的中央后回、Rolandic島蓋及腦島等區(qū)域的雙側(cè)半球間功能連接性降低，說明這些腦區(qū)間雙側(cè)大腦半球間自發(fā)神經(jīng)活動的同步性降低，表明了MDD患者軀體感覺協(xié)調(diào)的紊亂及情緒加工等功能同胚性損傷，本研究結(jié)果從雙側(cè)半球間功能對稱性的角度，為青少年MDD患者感覺及情緒相關(guān)腦區(qū)異常狀況提供了新的線索。

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