1.抑郁症频率依赖的功能连接组拓扑改变；2.基于静息态fMRI的抑郁症脑功能连接密度异常

摘要

第一部分抑郁症频率依赖的功能连接组拓扑改变
　　抑郁症（Major depressive disorder, MDD）是最为常见的精神疾病之一，但到目前为止尚无一种诊断技术能完全识别抑郁症，尚无一种治疗方法能够完全治愈抑郁症。究其原因在于抑郁症的发病机制仍不完全清楚，磁共振成像（Magnetic resonance imaging，MRI）技术的不断发展，使得神经精神疾病发病机制的研究逐步从大体结构的异常跃升到了功能和细微结构的层面。大量关于重型抑郁症的磁共振研究发现在额叶皮质、扣带回皮质、框额皮层、海马和纹状体均有可重复性的灰质改变。功能磁共振成像（fMRI）研究发现，在额叶、脑岛叶、颞叶，枕叶和皮层下结构（特别是杏仁核和纹状体）均有异常激活。关于这种广泛的区域变化的可能性解释是，抑郁症与这些解剖区域之间有异常的耦合关联，对于MDD功能连接的研究可以支持这种理论。但不同脑区之间的复杂联系、信息交流与协调运作究竟存在怎样的异常仍然是扑朔迷离。这就需要从网络的层面对抑郁症患者的大脑进行研究。有证据表明了抑郁症患者的大脑连接组的结构被破坏，而早前的研究表明频率信息在脑神经振动和静息态功能磁共振成像信号的重要性。依赖于频率的图形分析可能有助于更好地理解与抑郁症有关的大脑病理机制。
　　目的:
　　对抑郁症患者脑网络在整体和局部的水平上是否存在紊乱进行研究，并分析MDD患者脑网络紊乱的频率特性，以期为理解抑郁症的脑网络机制提供依据。
　　方法:
　　50例被诊断为抑郁症的患者和50例正常对照参与了研究。所有患者HRSD评分≥18分，近4周内未经任何抗精神病药物、抗抑郁药物、心境稳定剂、ECT或rTMS治疗。所有脑影像数据均采自3.0T Siemens Trio MRI并使用32通道全脑线圈。高分辨率的T1加权结构像数据所采用的 MPRAGE序列，功能像数据采用 GrE-EPI序列。根据Harvard-Oxford atlas模板，大脑被解剖上分为112个脑区，每个脑区作为一个脑网络分析的节点。所有脑网络分析均在GRETNA软件中自动计算完成。拓扑属性（全局和区域）的组间比较采用的是置换检验的方法，同时控制性别、年龄和教育程度的影响。控制性别、年龄和教育年限的影响后，全局拓扑属性和抑郁临床变量（HRSD得分，病程）进行了偏相关分析。
　　结果:
　　抑郁症组与正常对照组在性别、年龄、受教育年限均匹配（(p>0.05)。两组的 HRSD评分有显著性差异(p<0.001)。抑郁组的全局拓扑属性的显著改变仅存在于频段3（0.03Hz-0.06Hz），聚类系数和全局效率均降低，而特征路径长度增加。在其他频段上两组均无显著差异。抑郁组在多个皮层和皮层下区域存在度中心性的改变（p<0.05，未校正）。抑郁症患者度中心性的下降主要存在于与执行功能、情绪加工和基础感觉功能有关的节点。此外在皮层中线结构（cortical midline structures，CMS）存在介数中心度增加。
　　在p<0.005的阈值下, NBS方法探测到在抑郁被试上存在连接减弱的包含136条边的脑网络系统。在（p<0.001）的阈值下，NBS方法发现仍然有包含23条边的脑网络系统存在连接减弱的现象。
　　结论;
　　抑郁症患者和正常对照组的脑网络都呈现出小世界的组织属性。抑郁症患者脑网络在0.03~0.06 Hz这一特定的小波频段存在拓扑学的改变。尽管抑郁症患者的脑网络维持着小世界属性，但其网络的格局是混乱的。抑郁症患者脑网络呈现出较少且较弱的连接。这表明抑郁症患者的脑网络结构局部特异性更低和全局整合性更差。患者CMS区域内介数中心度的增高反映出其连接性增强，可能构成抑郁症患者思维反刍的病理生理基础。本研究使用NBS法确定了抑郁症存在连接减弱的异常网络。这提示抑郁症患者全脑信息整合的缺陷是由于远程连接的减弱而导致的。值得注意的是，这个较小的网络中所包含的节点是前额-边缘环路的一部分，这为前额叶-边缘环路在抑郁症的病理生理中起关键作用提供了实证支持。
　　第二部分基于静息态fMRI的抑郁症脑功能连接密度异常
　　抑郁症是最为常见的精神疾病之一，但其发病机制尚不明确。神经影像学研究发现抑郁症患者在特定脑区存在异常的功能连接。而不断发展的神经影像学技术提供了深入探寻抑郁症发病机制的可能。
　　目的:
　　使用静息态功能连接密度映射方法观察抑郁症患者组和正常对照组局部与全脑功能连接分布。探索抑郁症患者的局部功能连接密度（lFCD）、全局功能连接密度（gFCD）和长程功能连接密度（long-range FCD）的异常模式。
　　方法:
　　50例抑郁症患者与51例正常对照被纳入研究。采用基于体素的数据驱动技术——功能连接密度映射计算局部和全局的功能连接密度。进一步计算长程功能连接密度并在抑郁症患者组和正常对照组之间进行组间比较。
　　结果：
　　本研究发现抑郁症患者在左枕叶呈现局部功能连接密度和全局功能连接密度的降低。但长程功能连接密度在抑郁症患者组和正常对照组之间的差异并无显著性。抑郁症患者右侧额中回lFCD与HRSD评分呈正相关。
　　结论:
　　本研究的结果验证了抑郁症患者存在局部和全局功能连接密度紊乱的假说。这可能是抑郁症的生物学特征之一。本研究对于进一步理解抑郁症的病理机制提供了新的理论依据。

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英汉缩略语名词对照

英文摘要

第一部分 抑郁症频率依赖的功能连接组拓扑改变

前言

1.材料与方法

2.结果

3. 讨论

4. 小结

参考文献

第二部分 基于静息态fMRI的抑郁症脑功能连接密度异常

前言

1.材料和方法

2. 结果

3. 讨论

4. 小结

参考文献

文献综述: 抑郁症脑网络研究的现状与进展

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攻读博士期间发表的论文