抑郁症已成为现代社会严重的精神卫生问题,目前缺乏对抑郁症预防、早期诊断以及临床监控的有效客观指标。抑郁症脑电活动的额叶不对称性是现有较为一致的结论,但其生理机制尚不明确,制约其在抑郁症临床中的应用。因此,本项目借助近年来迅猛发展的部分相干分析方法,在两个层次上构建神经功能网络(1)基于头皮EEG信号构建头皮水平上的功能神经网络,直接反映左右额叶的信息交流模式;(2)对头皮EEG信号进行溯源分析,得到EEG所反映的皮层神经源分布及活动情况,基于神经源活动信号构建皮层水平的功能神经网络,进一步明确形成左右额叶不对称性的神经源间信息交流模式。进一步利用不同的重复经颅磁刺激(rTMS)干预方案改变局部额叶活动,观察对左右额叶信息交流模式的影响,以验证抑郁症左右额叶交流模式在抑郁形成中的作用,评价其与抑郁症症状缓解评分的相关性,为rTMS干预效果评估和治疗方案的选择提供依据。
Depression;frontal information transfer;source localization;functional neural network;rTMS treatments
围绕项目任务书中得研究方案,本项目在抑郁症患者左右额叶交流模式及其在治疗中的应用取得了有意义的进展。 按照原计划,本研究招募抑郁症患者及健康对照组分别进行了两组实验静息状态及任务状态(采用ERN实验范式),在此基础上我们进一步增加了两项任务(MMN范式和反应抑制任务),探索抑郁症患者的左右额叶信息交流模式在自动加工过程和主动加工过程中的表现。在分析方法上,根据原计划方案在两个层次上构建神经功能网络(1) 基于头皮EEG信号构建头皮水平的脑功能神经网络,我们利用部分定向相干方法(PDC)探索抑郁症患者脑功能网络内信息传递的因果性,发现抑郁症患者表现出前向输入网络(枕叶->顶/中央区->额叶)定向信息传递过度激活,而后向调控网络(额叶->顶/中央区->枕叶)定向信息传递相对减弱; (2) 对头皮EEG信号进行溯源分析,我们采用基于真实头模型的sLORETA方法建模,对抑郁症患者错误检测阶段的皮层神经源分布和活动记性研究,结果发现抑郁症患者的ERN幅值显著增强,反映了患者对错误反应的过度敏感,对该加工阶段的ERN活动进行溯源分析发现,其神经源的电流密度相对于健康对照过度激活,分布广泛包含了额叶、顶叶、颞叶和边缘系统。在方法学上,利用脑电信号高时间分辨率在研究抑郁症认知调控机制中的优势,我们进一步引入DFA反映EEG振荡的长程时间特征,life-time和waiting-time两个指标反映EEG振荡的短程时间特征。 进一步,按照原计划我们利用重复经颅磁刺激干预方案治疗抑郁症患者,在患者首次治疗前和末次治疗后完成了临床症状量表评估和EEG/ERP数据采集,分析经颅磁干预前后抑郁症患者额叶信息交流模式的变化。我们进一步对该方向研究进行了拓展,引入最新发展的基于TMS的皮质抑制功能检测,初步结果发现抑郁症患者皮质静息期指标相对健康对照增强,而短间隔皮质抑制和皮质间易化效应未见显著变化;同时,TMS干预前后的皮质抑制指标尚未见明显变化。我们的初步研究结果显示皮质抑制指标对精神疾病进展敏感,是疾病早期检测的潜在生物学标记。