儿童青少年抑郁症的脑电及影像学研究进展

安文军，李金花，王和平

1.贵州师范学院教育科学学院，贵州贵阳市550018；2.华东师范大学教育学部特殊教育学系，上海市200062

抑郁症是以情绪低落、哭泣、悲伤、失望、活动能力减退以及思维和认知功能迟缓为主要特征的一类情感障碍[1]，是儿童青少年期常见的心理卫生问题之一，发生率为2.5%～10%[2]。临床表现在其他特殊儿童中也广泛存在，是特殊教育需要面对的普遍问题之一。

本文综述脑电研究(electroencephalographic study)、经颅多普勒(transcranial Doppler,TCD)、磁共振、正电子发射断层扫描(positron emission tomography,PET)和单光子发射计算机断层成像术(single-photon emission computed tomography,SPECT)等检查技术对抑郁症病因病理的研究成果，期望对抑郁症的研究、诊断治疗和教育等工作有所启示。

1 脑电研究

脑电图(electroencephalography,EEG)、脑电地形图(brain electrical activity mapping,BEAM)和事件相关电位(event-related potential,ERP)等脑电技术对抑郁症的研究已有较长历史，并取得一些有价值的成果。

1.1 EEG

EEG能记录大脑皮质神经细胞的生物电活动，判断脑功能状况，广泛用于多种疾病的诊断和干预效果评估，包括抑郁症。

现有研究大多认为，抑郁症患者存在脑电异常，如θ波、β波增加，α波节律减慢。汪达山等[3]分析80例14～64岁抑郁症患者的EEG，发现α波数量较少，电位减低，杂乱快波增多，脑F区和C区出现对称性弥散性θ波增加或枕区α波节律不规则和减慢。王萍[4]观察100例22～63岁抑郁症患者，发现EEG异常占86%；其中，β活动增多者为68%，振幅40～80 μⅤ，还会出现α波指数下降或节律减慢、振幅降低，散发性低至中幅不规则θ波；部分患者出现6 Hz、14 Hz的正相棘波，光刺激反应不稳定或无反应，过度换气时α指数稍增高等。

以上研究虽未聚焦青少年，但研究结果提示，抑郁症患者在儿童青少年时期可能出现EEG异常，尽早检测EEG可能有一定的临床价值。

皮质激活模式研究发现，抑郁症患者可能存在激活区域不均衡问题。Grünewald等[5]借助EEG对12～17岁抑郁症患者进行对照研究，结果发现，左前侧额叶α功率明显小，未有效激活。这与廖智舟等[6]和Feng等[7]的研究结果一致。

Kemp等[8]比较静息状态抑郁症患者、创伤后应激综合征患者和健康被试的EEG数据后发现，相对于健康被试，抑郁症患者的左侧额叶激活程度相对更低。Jaworska等[9]评估抑郁症患者和健康被试的静息额叶和顶叶的α偏侧化后发现，抑郁症患者(特别是男性)额叶和顶叶的α振幅增大，左侧额中回激活减弱，女性患者右侧顶叶过度激活，情绪唤醒度升高。

可见，抑郁症患者大脑某些区域的激活水平可能出现异常，并存在性别和个体差异，需要深入研究。

1.2 BEAM

BEAM是一种更先进的脑电生理研究技术，可对脑电信号进行三维定量分析。

当前，BEAM研究多集中于成人患者，儿童青少年研究较少，但对认识儿童青少年抑郁症有重要参考价值。

凃人顺等[10]对143例抑郁症患者、86例正常对照者进行BEAM研究发现，抑郁症组慢波频带(即δ和θ频带)的相对功率总值均高于正常对照组，抑郁症组α1频带的相对功率总值均低于正常对照组，抑郁症组所有导联(δ+θ)/(α+β)的比值均不同程度地高于正常对照组。王瑞青等[11]对脑卒中后抑郁患者随机进行正性或负性情绪刺激并做BEAM检查后发现，患者的α波在额叶、颞叶和枕叶显著呈现一种高激活状态。钱卫娟等[12]对40例抑郁症患者入院1周内行BEAM检查后发现，患者的额叶脑波α1、δ和θ功率显著高于常人，颞叶脑波α2、α3和γ功率显著低于常人。

以上研究结果提示，对儿童青少年抑郁症进行类似研究是必要的，可能为该群体的诊断和治疗提供有价值的信息。

1.3 ERP

ERP是一种检测外界信息刺激诱发的脑电变化技术，能客观反映人脑高级心理活动，如注意、认知和情绪状况等，是当前神经生理学和心理学等学科研究的重要技术之一，也用于抑郁症的研究。

当前，ERP在儿童青少年抑郁症领域的研究主要集中于情绪面孔、听觉注意和反馈等方面。Li等[13]使用ERP研究儿童青少年抑郁症患者的情绪面孔加工，结果发现，面对负性情绪的刺激，抑郁症被试的P300幅度减小。Greimel等[14]使用ERP研究儿童青少年抑郁症的听觉选择性注意，结果发现，面对目标音调的刺激，N100潜伏期和P200潜伏期更长；Feldmann等[15]也进行类似的研究，结果发现，面对目标音调的刺激，N200振幅降低。Bress等[16]使用ERP研究儿童青少年抑郁症，结果发现，消极反馈和抑郁症有显著相关，即负面评价使抑郁症程度更严重。

以上研究提示，儿童青少年抑郁症患者的听觉注意选择能力不足，并受到奖励机制的影响，因此研究中要特别关注其听注意能力。

2 TCD

TCD是一项利用超声波来检测脑血流并反映脑代谢水平和功能状况的技术，也用于抑郁症的研究和患者脑健康水平的评估。

Puglisi等[17]利用TCD对76例抑郁症患者的脑血流进行检测发现，白质轻度病变20例、中度32例和重度24例，白质病变与抑郁症状之间存在显著相关。Yu等[18]利用TCD对78例抑郁症患者的脑血流进行检测发现，随着抑郁程度的加深，患者双侧大脑中动脉(middle cerebral artery,MCA)、大脑前动脉(anterior cerebral artery,ACA)和大脑后动脉(posterior cerebral artery,PCA)血流速度逐渐加快。王萍[4]用TCD观察100例抑郁症患者后发现，异常76例中，43%患者MCA和ACA血流速度明显加快；35%患者两侧血流速度不对称，流速不稳定，时快时慢；22%患者血流速度减慢，大脑供血不足，搏动指数增高、脑动脉硬化。

目前，抑郁症的TCD研究对象多为成人患者，儿童青少年的研究值得尝试。

3 磁共振研究

弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTⅠ)、功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRⅠ)和磁共振波谱分析(magnetic resonance spectroscopy,MRS)等检查技术在抑郁症方面的研究取得了一些有价值的成果。

3.1 DTⅠ

DTⅠ能有效研究脑白质神经纤维的结构和功能状态。目前使用DTⅠ针对成人的抑郁症研究较多，而针对儿童青少年的研究则相对较少。

Cullen等[19]利用DTⅠ对14例患有抑郁症的青少年进行研究，发现抑郁症患者存在额叶脑白质微结构的异常，这可能与白质纤维束变性、数目减少、胶质增生和神经包膜的完整性破坏有关。Guo等[20]对22例首次发作的反应性抑郁症青少年进行研究，结果发现，各向异性分数(fractional anisotropy,FA)值高的区域(白质纤维束异常)主要存在于投射纤维和胼胝体。

利用DTⅠ研究儿童青少年抑郁症有利于促进早期诊断和完善发病机制的研究。

3.2 fMRⅠ

fMRⅠ通过特定刺激，引起大脑皮质相应部位的神经活动(功能区激活)，并通过磁共振图像来显示。目前已有研究者用于儿童青少年抑郁症。

儿童青少年抑郁患者脑部多个区域存在异常，特别是左侧梭状回部分，可能是情绪处理和知觉信息接收存在问题。潘奋等[21]认为，青少年抑郁症患者负责早期处理视觉信息的脑区在处理情感相关视觉信号时效率更高。Ho等[22]对26例严重儿童青少年抑郁症患者动态变形面孔的情绪识别能力进行研究，结果发现，他们表现出左侧梭状回激活显著减弱等异常症状，这种减弱与更高的知觉处理效率相关。另一项fMRⅠ研究显示，儿童青少年抑郁症患者兴趣缺失与面对快乐面孔时前额叶、扣带回和岛叶的兴奋性相关[23]。Burkhouse等[24]利用fMRⅠ研究7～18岁儿童青少年抑郁症患者父母的情绪处理及亲子关系，结果发现，父母和儿童的背前扣带皮质存在异常，特别是内隐情绪处理比较消极；因此，改变这种情绪处理方式可能会降低抑郁症的发生。

3.3 MRS

MRS是一项可检测机体活组织代谢水平的现代影像学研究技术，对人体基本无损伤，是神经科学研究的重要技术之一。利用MRS研究脑部N-乙酰天冬氨酸盐(N-acetyl aspartate,NAA)、肌酸(creatine,Cr)、胆碱代谢物(Cho)和谷氨酸的变化成为最近研究的热点。

Mao等[25]利用MRS研究24例儿童青少年抑郁症患者，结果发现，抑郁症组左侧额叶白质NAA/Cr和右侧额叶白质Cho/Cr低于对照组，而两组前扣带回灰质无差异。这与王滨等[26]研究得出的结论基本一致。Yang等[27]利用MRS对11例儿童青少年抑郁症患者和11例健康人的脑部进行检测，通过对比发现，抑郁症组前额叶皮质的胆碱和肌酸存在异常。Taylor等[28]利用MRS对24例父母有抑郁病史但本身未患病的青少年(16～24岁)进行研究，发现实验组顶枕叶灰质的谷氨酸水平较对照组高。

综上所述，NAA、肌酸、胆碱和谷氨酸可能是抑郁症发病机制的生物标志物。

4 PET

PET可以用来研究组织细胞的代谢水平，显示组织功能的细微变化。该技术可探索抑郁症患者脑血供、代谢和神经活动的特点。大量PET研究指出，抑郁症患者均存在不同部位的脑血流灌注减低或增加的情况。

Savitz等[29]研究未经治疗的抑郁症患者PET脑显像，发现左额叶腹侧血流灌注减少、左侧杏仁核血流灌注增加；并且Hamilton抑郁量表评分与左侧杏仁核血流灌注呈正相关，与左额叶腹侧血流灌注呈负相关。Phillips等[30]利用PET发现抑郁症患者小脑和丘脑血流灌注减低。

利用PET对儿童青少年抑郁症患者的研究很少，但这些研究数据可为其病因诊断提供借鉴和帮助，具有非常重要的临床价值。

目前尚没有资料证实儿童青少年小脑血流灌注是否同样存在不同部位的减低或增加。PET作为一种诊断抑郁症的技术，对临床检测罹患抑郁症的危险因素和了解抑郁症进展具有非常重要的价值。

5 SPECT

SPECT是一种电子计算机与旋转式Y照相机和单一发射Y射线的放射性核素相结合的技术，通过检测局部脑血流改变情况确定相应脑区的功能状况。

国内外学者利用SPECT对抑郁症患者的脑部血流灌注进行检测，得出的结论基本一致。国外利用经颅磁刺激技术对抑郁症患者进行治疗，然后再利用SPECT检测抑郁症患者脑血流灌注的变化，结果发现，前额叶外侧皮质无异常，但额叶内侧皮质和双侧颞叶内侧边缘区之间的连接区域和前额叶皮质的脑血流灌注较低[31]。高德九等[32]的SPECT研究表明，20例抑郁症患者在额叶、部分颞叶和丘脑的局部血流灌注明显低于对照组，且额叶、顶叶和颞叶的血流不对称。

由此可见，SPECT在抑郁症患者局部脑血流变化的监测中具有重要价值，这同样也有利于完善儿童青少年抑郁症发病机制的研究。

6 小结与启示

现有的脑电和影像学研究结果表明，抑郁症患者的α、β、δ、θ波和ERP中的P300、P200、N100、N200等存在异常，皮质激活区域不均衡；患者额叶、颞叶等脑血流异常，额叶脑白质、左侧梭状回、前扣带皮质等脑结构和代谢异常；NAA、肌酸、胆碱、谷氨酸等可能是引起抑郁症病发的部分原因。以上结果对儿童青少年抑郁症的研究、诊断治疗和教育有一定的参考价值。

6.1 研究上的启示

EEG、DTⅠ、fMRⅠ和MRS等脑电和影像学技术对儿童青少年抑郁症的研究得出了一些可靠结果：患者大脑多个区域异常且激活不均衡，脑白质、左侧梭状回等脑结构和功能异常，NAA、肌酸、胆碱和谷氨酸水平异常。后续可进一步研究不同类型、性别、阶段的儿童青少年抑郁症患者，丰富儿童青少年抑郁症的研究体系。

EEG、BEAM、TCD、PET和SPECT等脑电和影像学研究主要针对成人抑郁症患者得出一些结果(α、β、δ、θ波异常，额叶、颞叶等脑血流异常)，针对儿童青少年的研究较少。随着年龄的增长和脑的不断发育，儿童青少年抑郁症患者在脑异常的区域和表现形式上与成人可能存在一些差异。另外，上述影像学研究对人体无损伤，成本较低，因此随着相关技术的进一步完善，可以儿童青少年抑郁症患者为研究对象，研究其与成人患者的差异、上述特异性表现是否在儿童青少年期已经有所存在等问题。

6.2 诊断治疗上的启示

现有的EEG、DTⅠ、fMRⅠ和MRS等脑电和影像学研究表明，儿童青少年抑郁症患者大脑多个区域异常且激活不均衡，脑白质、左侧梭状回等脑结构和功能异常，NAA、肌酸、胆碱和谷氨酸水平异常。

以上研究结果在临床上可作为儿童青少年抑郁症诊断和治疗效果评定的依据。诊断方面，上述结果能从影像学角度提供一些评价指标，并与临床常用的量表评估、心理行为观察等[33-34]相佐证，更有利于确定抑郁症的严重程度、损伤部位等。治疗方面，在治疗前、中、后辅以影像学检查，能直观监控治疗的有效性。

6.3 教育上的启示

上述脑电、磁共振等研究在儿童青少年抑郁症患者中取得了一些可靠的结果，这些结果可为他们的教育及其研究提供重要的参考价值。

其一，创设积极反馈的情境。ERP研究表明，儿童青少年抑郁症与消极反馈存在显著相关，即负面评价使他们的抑郁症程度更严重。因此，家长和老师需提高意识，创造能够取得成功、获得积极反馈的情境和事件，这可能有利于脑功能的发展和康复。

其二，提高脑的代谢水平和注意唤醒水平。EEG、DTⅠ、fMRⅠ和MRS等脑电和影像学研究表明，儿童青少年抑郁症患者的脑白质、左侧梭状回等结构和代谢水平异常，影响到儿童脑功能的发展；ERP和fMRⅠ等研究表明，他们的听觉选择性注意、情绪处理能力不足，注意唤醒水平不高。因此在实际的教育教学中，教师应注意设计多种形式、多种领域的教学活动，使他们在整个活动中不断适应新的变化，活化大脑，提高脑的代谢水平和注意唤醒水平。

其三，使用影像学技术证明干预的有效性。EEG、ERP等脑电和DTⅠ、fMRⅠ、MRS等磁共振研究表明，儿童青少年抑郁症患者大脑区域激活水平异常，脑白质、左侧梭状回等多个脑区结构和功能异常，NAA、肌酸、胆碱和谷氨酸异常，听觉选择性注意、情绪处理异常，并受到奖励机制的影响。因此，除了对药物干预、认知行为干预、心理辅导等主要干预方法进行常见的量化、质性研究[35-37]以外，还可以在干预前、中、后期介入脑电、磁共振等可靠的影像学研究技术和指标，以证明上述干预方法的有效性。