抑郁症患者静息态枕叶θ，α频段能量偏侧化与视觉注意功能损伤的相关研究

冯毅刚， 管玉芳， 沈拾亦， 黄慧， 张一靓， 贾艳滨

(1. 广东三九脑科医院 电生理科, 广东 广州 510510； 2. 暨南大学 附属第一医院 精神医学科, 广东 广州 510630)

抑郁症(major depressive disorder，MDD)是一种以持久的情绪低落，兴趣减退为主要特征的精神疾病.研究结果显示抑郁症患者的大脑与健康人存在区别[1].抑郁症患者的枕叶存在异常的结构性与功能性变化[2-3].枕叶主要与视觉信息的加工有关，枕叶损伤可能导致个体与视觉相关的认知任务功能下降[4].神经心理测验研究也显示抑郁症患者的记忆和注意等视觉认知任务成绩较健康对照者下降[5]，提示抑郁症患者视觉认知功能的下降可能与枕叶功能损伤有关.

静息态是指个体处于清醒、闭眼和放松状态时的脑活动，当个体处于静息状态时，神经活动以低频节律为主.近年的研究显示处于静息状态下抑郁症患者的大脑活动与健康人也存在着显著的差别，且患者静息脑活动的异常与抑郁程度和症状表现呈显著相关[6].当抑郁症患者的静息状态被扰乱时，可能会影响大脑激活/抑制的转换，或是对无关信息的忽略，进而导致认知活动的受损.

既往研究提示抑郁症患者的视觉认知功能损害可能与静息状态的枕叶功能损伤有关.本研究利用脑磁图(magnetoencephalograhy, MEG)检测患者枕叶的θ、α频段的能量强度和偏侧性与健康对照者的差异，探讨抑郁症患者静息状态下枕叶低频能量强度的变化和偏侧性与注意功能的相关性及其可能机制.

1 对象与方法

1.1 一般资料

抑郁组(MDD)：2017年2月至2018年6月暨南大学附属第一医院精神科门诊的抑郁症患者26名.

纳入标准：①年龄18～45岁；②汉族，右利手；③符合《精神障碍诊断与统计手册》第5版抑郁障碍诊断标准[7]；④入组当天24项汉密尔顿抑郁量表(Hamilton depression scale, HAMD)评分≥20分，杨氏躁狂量表(Young manic rating scale, YMRS)评分<6分；⑤既往未服用过任何精神科药物或接受过其他精神科治疗.

排除标准：①伴脑器质性疾病及躯体疾病者，精神活性物质依赖，酒精依赖者；②妊娠期或哺乳期女性；③近期接受过电抽搐治疗或使用过长效作用的抗精神性药物；④MEG扫描禁忌者.

对照组(healthy control，HC)：通过广告招募的健康志愿者，共22名.纳入和排除标准：年龄、民族及受教育年限要求同病例组，且无精神疾病病史或精神疾病家族史；排除标准同病例组.

所有被试者均已被告知研究目的与风险，并签署知情同意书；本研究获得暨南大学附属第一医院伦理委员会批准.

1.2 方法

1.2.1 脑磁图描记

使用4D neuroimage bti-148通道脑磁图仪对平躺闭眼静息被试者的脑磁信号进行描记，在鼻根、双耳道设置定位点，描画个体头部模型.描记采样率2 034.5 Hz，带宽800 Hz，时间10 min.采集中被试头部移动超过5 mm的数据将被丢弃.

1.2.2 脑磁数据处理

用fieldtrip工具箱[8]对脑磁图数据进行处理分析.对原始数据进行0.5～80.0 Hz滤波，去除50 Hz的工频干扰.每2 s数据为1个分析时程，手动去除含有噪声的时程以及多个时程均含有噪声的通道.随后对数据进行独立成分分析以移除眼动，心电等伪迹.然后平均化，采用小波变换分析对预处理后的数据进行时频分析.最后分别在θ(4.0～7.0 Hz)，α(8.0～12.0 Hz)频段对两侧枕叶区域传感器能量值进行平均，以获取枕叶的频段能量值.

1.2.3 注意/警觉功能测验

采用持续操作测验-相同配对版(continuous performance test-identical paris, CPT-IP)检测被试者的持续注意/警觉功能，CPT-IP在电脑屏幕上连续呈现数字，要求被试者当本次出现的数字与前次出现的数字完全相同时按下反应键进行反应，不相同时则不需要做反应.CPT-IP分为2D，3D和4D共3个部分，2D部分呈现2位数数字，3D为3位数，4D为4位数，中间设置休息时间.被试完成测验后软件会综合3部分的测验成绩自动生成测验得分，得分越高表明注意/警觉功能越好.

1.3 统计学方法

使用SPSS 21.0对被试者人口学统计信息、临床资料、频段能量、CPT-IT得分进行统计分析，P<0.05为有统计学差异.组间比较采用卡方检验以及独立样本t检验，相关分析采用Pearson相关分析.

2 结果

2.1 一般临床资料

独立样本t检验及卡方检验显示两组间年龄以及性别比例差异无统计学差异(t=1.615,P=0.114;2=0.244,P=0.621)，而抑郁组汉密尔顿抑郁量表评分显著高于对照组(t=4.479,P<0.001).

表1 抑郁组与对照组一般人口学资料及临床资料比较
Table 1 Demographic & Clinical characteristic of MDD & HC

组别年龄/岁男/女病程/月发作次数HAMDYMRS抑郁组22.04±4.058/1622.96±29.051.54±0.7122.62±3.720.14±0.47对照组23.50±2.047/19NANA1.77±1.451.72±1.70t/ 2-1.6150.24426.312-4.479P0.1140.621<0.001<0.001

HAMD：24项汉密尔顿抑郁量表；YMRS：杨氏躁狂量表.

2.2 枕叶θ，α频段能量的差异

抑郁组与对照组在左、右侧枕叶的θ，α频段能量对比(图1)，独立样本t检验显示，抑郁组左枕叶域的θ频段能量和α频段能量显著低于对照组(t=-2.512,P=0.019;t=-2.146,P=0.037).

A：抑郁组与对照组θ频段能量差异地形图； B：两组α频段能量差异地形图.蓝色越深表示抑郁组能量低于对照组的程度越大，黄色越深表示抑郁组能量高于对照组的程度越大.

A： Topographic map of theta band energy differences in MDD & HC; B: Topographic map of alpha band energy differences in MDD & HC. The darker blue indicates the energy of MDD group is lower than that of HC group; the lighter yellow indicates the energy of MDD group is higher than that of HC group.

图1 抑郁组与对照组θ和α能量差异地形图

Fig.1 Topographic map of energy differences in MDD & HC

2.3 抑郁组和对照组枕叶θ，α频段能量偏侧化对比

首先计算抑郁组和对照组左侧能量对数值和右侧能量对数值之差作为评估能量偏侧化的指标，正数代表左侧能量强于右侧，负数代表右侧能量强于左侧[9].将抑郁组和对照组的偏侧化指标进行独立样本t检验，结果显示枕叶的θ频段能量偏侧化两组有统计学差异(t=-2.272,P=0.028)，α频段能量偏侧化接近差异接近有统计学意义(t=-1.799,P=0.079，图1).

2.4 抑郁组与对照组CPT-IP得分对比

独立样本t检验显示，抑郁症组的CPT-IP得分显著低于对照组，抑郁组得分: 45.67±8.21；对照组得分: 52.68±5.22(t=-3.422,P=0.001，图2).

2.5 抑郁组CPT-IP得分与枕叶能量偏侧化相关分析

将抑郁组的CPT-IP得分与其的枕叶能量偏侧化指标进行相关分析.相关分析显示，抑郁组的CPT-IP得分与患者枕叶θ、α频段能量偏侧化均呈显著的负相关(r=-0.564,P=0.004;r=-0.434,P=0.034，图3).

图2 抑郁组与对照组的CPT-IP得分散点图

Fig.2 Scatter diagram of CIP-IP scores in MDD & HC group

图3 抑郁组枕叶θ、α能量偏侧化值与CPT-IP得分相关图

3 讨论

神经放电节律反映脑部的状态，也是脑部实行各种功能的生理基础，其异常改变可能是抑郁症患者所表现出来的症状的内在原因[10].本研究显示抑郁组的注意/警觉性功能较对照组下降；抑郁组在静息状态下，左枕叶的θ，α频段能量均低于对照组，且抑郁组枕叶的θ频段能量右偏侧化更为明显.另外，患者的注意/警觉性功能与其的枕叶θ，α频段能量偏侧化呈显著负相关.

已有证据表面抑郁症患者多个领域的认知功能的缺损，并且认知损伤可能是患者复归社会的主要阻碍因素，因此临床上逐渐将“认知痊愈”作为抑郁症的重点治疗目标之一[11].而注意功能是多种高级认知功能的基础，因此在抑郁症患者的认知受损的研究中备受关注.本研究结果显示抑郁症患者持续注意/警觉功能受损.抑郁症患者常自我评价在发病期间存在注意力下降的情况[12].而一项同样采用CPT的研究发现抑郁症患者对刺激的反应时间更长，漏报数与虚报数也更多，表明患者注意维持功能受损[13].本研究与既往研究的结果共同表明抑郁症患者在维持警觉水平上存在困难，导致其难以在长时间内对关键信息进行及时的加工.

临床研究表明抑郁症患者注意功能的受损与他们大脑灰质的异常相关[14]，提示患者注意功能受损的本质可能是大脑结构或功能异常的表现.本研究显示抑郁症患者枕叶θ，α频段能量异常，并呈现出能量右偏侧化的状态.枕叶位于大脑的后部，是视觉信息处理的重要功能区.近期研究证据显示抑郁症患者枕叶皮层皱褶的异常增多与病程和发病程度呈高度正相关，提示枕叶发育异常可能是抑郁症的一项病程预测指标[15].既往研究发现抑郁症患者执行认知任务时左侧枕叶的激活不足[16].抑郁症患者的枕叶功能异常不仅体现在认知活动过程中，在静息状态时枕叶内部的功能连接也存在异常增强的现象[3].θ，α皆为低频振荡，其能量增强代表大脑处于一种放松的状态，此时大脑的活动被抑制，区域内处于一种高度同步化状态.有研究发现静息态下抑郁症患者颞区的θ频段能量下降，提示该区域神经元的活性出现异常，表现为过度兴奋[17].疗效研究则显示物理治疗和药物治疗后增强的θ频段能量与患者症状的好转有显著的正相关[18-19]，表明大脑θ频段能量异常与抑郁症的发展及症状表现息息相关.α频段能量则与压力、抑郁以及负性情绪等与抑郁症相关的表现均存在关联[20]，因此有研究者推测抑郁症患者的α频段能量异常可能是导致其认知加工异常的原因之一[21-22].早前有研究报道抑郁症患者的皮质-边缘系统-纹状体环路的神经功能存在偏侧化的现象，也有研究者指出抑郁症患者存在额区α频段的不对称性[23-24]，但尚未有研究对抑郁症患者的枕叶功能不对称性进行探讨.而王备成等[25]指出当个体执行视觉的注意任务时，双侧枕叶具有显著的激活，提示双侧枕叶是视觉注意的重要功能区.针对注意缺陷多动障碍儿童的研究则显示当患儿执行持续注意任务时，顶枕叶的P300潜伏期要显著增强[26]，提示枕叶的异常可能与注意缺陷症状有关.因此，结合抑郁症患者注意/警觉功能下降的结果，本研究结果提示抑郁症患者两侧枕叶的低频能量不对称导致了患者半球间功能协调性下降和半球间信息传递的效率下降，最终表现为视觉注意功能的受损.

综上，本研究结果提示患者的枕叶在静息状态下存在异常活跃以及半球间的功能协调紊乱，可能会导致患者在静息状态下无法忽略外界的干扰信息，从而影响对外界刺激的反应性，进而持续/注意警觉功能下降.认知功能的康复，尤其是注意功能的恢复是促进抑郁症患者复归社会的重要因素.未来研究可探讨通过药物治疗或物理治疗手段使抑郁症患者大脑的低频能量恢复正常化，以期提升患者的认知功能.