探讨基于近红外脑成像技术的阈下抑郁情志刺激反应机制研究可行性

有明妍 谭曦 张金鹏

摘要 近红外脑功能成像技术是近几年发展起来用于动态检测脑功能的方法，能够很好地反映抑郁人群认知活动期间大脑有氧代谢的变化，为阈下抑郁研究提供了一个新思路。本研究通过文献综述，结合中医情志理论，在过往研究的基础上基于近红外脑功能成像技术探讨中医情志刺激对阈下抑郁的反应机制，为后期研究提供理论与实践可行性的依据。

关键词 阈下抑郁;近红外脑功能成像技术;情志刺激;可行性分析;氧合血红蛋白;前额叶皮层

Abstract Functional near-infrared spectroscopy is a method developed for dynamic detection of brain function in recent years.It can well reflect the changes of brain aerobic metabolism during cognitive activities in depressed populations，providing new ideas for subthreshold depression research.Based on the literature review and the theory of TCM emotions，this study discussed the response mechanism of the emotional stimulation of TCM to subthreshold depression based on the functional near-infrared spectroscopy on the basis of previous studies，so as to provide theoretical and practical feasibility for the later research.

Keywords Subthreshold depression; Functional near-infrared spectroscopy; Emotional stimulation; Feasibility analysis; Oxygenated hemoglobin; Prefrontal cortex

阈下抑郁（Subthreshold Depression，SD）是指個体抑郁症状低于重度抑郁症临床诊断阈值的一种心理亚健康状况[1]。国内已有研究显示，SD在大学生中的发病率达34.56%[2]。如不及早发现并及时干预，其1年后转化为抑郁症的概率是健康人群的5.5倍[3]。有研究从认知神经的角度，解释了中医情志疗法对于阈下抑郁转归的作用机制。但仅是中医理论角度进行初步探讨，对于情志刺激作用于阈下抑郁患者后，脑功能区的激活或抑制情况，与注意和反应的偏向情况，是否存在关联，仍有待于进一步深入研究。

本研究通过分析现有研究中近红外脑功能成像（Functional Near-infrared Spectroscopy，fNIRS）技术原理、优势和运用领域，及其在阈下抑郁发病机制和辅助诊断中的应用，分析在阈下抑郁中医情志刺激下使用近红外脑功能成像技术的可行性和预期结果，认为可以通过近红外脑成像技术去探讨阈下抑郁在情志刺激下的作用模式和机制。

1 阈下抑郁

1.1 概述 Judd[4]将阈下抑郁定义为“持续2周以上的每天大多数时候存在2种以上的抑郁症的症状，并伴随有一定程度的社会功能失调，但是却达不到DSM-Ⅳ（美国精神障碍诊断统计手册第4版）重症抑郁诊断标准的一种心理亚健康状态”，在人群中有较高发展为抑郁症的风险。中医认为抑郁症属“郁证”范畴，是由气机郁滞不通所致情志疾病，而阈下抑郁则指具有“郁证”部分症状，但却没有达到“郁证”程度的情志之郁。在阈下抑郁的发病机制研究中，多数研究均支持1976年Beck提出抑郁症的负性认知图式理论，即抑郁症患者加工外界信息时，倾向于选择与自己消极图式一致的负性信息，从而出现负性认知加工偏向，引起抑郁症状的产生与持续。李雪[5]对临床31例阈下抑郁患者的事件相关电位研究发现，患者在面对外部刺激时也存在注意和记忆方面选择性的强化或者回避现象。

1.2 中医情志疗法治疗阈下抑郁 对阈下抑郁干预治疗主要以心理干预为主。中医对抑郁症的治疗主要从“郁证”着手，可通过中药、针灸等方式进行。但对于阈下抑郁，因未明确诊断为抑郁症，在用药方面存在一定的风险，团体心理干预、情志相胜疗法等中医特色干预方法具有独特优势[6]。中医情志疗法基于情志相胜理论，是利用人的“七情”和“五志”变化来调整脏腑气血阴阳，通过情志之间互生互克的关系，激活特定情绪以制约某种过激情绪来治疗情志病证或躯体病证的一种特色疗法。其理论源自《素问·阴阳应象大论》“悲胜怒”“恐胜喜”“怒胜思”“喜胜忧”“思胜恐”的论述，后世对此多有发挥。张从正在《儒门事亲·九气感疾更相为治衍》中明确提出怒、喜、悲、恐等可以致病。近年来学者对情志相胜疗法也有文献、理论、临床多方面的研究。宋旭升[7]采用中医情志疗法对SD患者行为学研究发现，中医情绪诱导在提高SD个体“喜”情绪和降低焦虑状态上有较好的效果。谭曦[8]基于“扶阳抑阴”思想，制定团体中医心理干预方案，在对SD人群干预取得了良好效果。因此，将中医情志干预细分为外部刺激和内心情绪唤醒两部分，运用心境诱导技术在实验室模拟中医情志干预具有可行性，但尚无研究可以确认其作用于情绪控制或认知反应性。

1.3 探究阈下抑郁情志刺激反应机制和干预效果  基础医学研究证实细胞对氧气的感知和适应水平影响细胞代谢和生理功能，安静状态下大脑的耗氧量占人体耗氧总量的20%，缺血缺氧时脑组织损伤，生理功能受损[9-10]。为此，我们大胆假设：抑郁状态时患者脑区氧的有效利用模式存在病理性障碍，造成患者在面对外部刺激时存在注意、记忆等认知偏好，出现选择性强化或回避现象。而中医情志刺激干预作用下，这些差异能够得到改善。此为中医情志疗法干预阈下抑郁的作用机制之一。即在中医情志“喜”等正性情志刺激下，阈下抑郁患者某些脑功能区对氧的有效利用度增加，其能够更多地注意并回忆与高兴有关的心境一致性的积极信息，从而使得抑郁状态转归;在中医情志“悲”等负性情志刺激下，阈下抑郁患者某些脑功能区对氧的有效利用度降低，其能够更多的回避与其抑郁心境不一致的积极信息，导致抑郁状态不断加深。故而测量阈下抑郁患者脑组织的血氧和血流动力学参数，有助于了解阈下抑郁的情志刺激反应机制，为认知神经和精神疾病提供新的途径。

2 近红外脑功能成像技术

2.1 概述 fNIRS技术是近年开始应用于抑郁症研究的新方向，不同于之前研究，该研究方向从光这个物理学指标的角度来研究其功能变化。该技术基于神经血管耦合机制，利用血液主要成分对600～900 nm近红外光良好的吸收和散射性，得到特定状态下脑皮质组织中氧合血红蛋白（Oxygenated Hemoglobin，Oxy-Hb）和脱氧血红蛋白（Deoxygenated Hemoglobin，Deoxy-Hb）实时变化情况，间接反映认知活动期间大脑有氧代谢的变化[11]。

2.2 优势和应用领域 fNIRS可移动、非侵入、无痛、无创，能够反映测量点所在位置的局部脑活动，较为准确的区分来自不同脑结构的信号，相较于EEG/MEG拥有更理想的空间定位、分辨能力和更高的采样率，同时有使用成本低、易于操作和维护、兼容磁性环境等实用性特点，在发育认知神经科学、感知和运动研究、抑郁等精神类疾病研究和临床治疗、视觉加工、认知加工等领域均有广泛运用，尤其在新生儿感觉运动皮层功能活动、儿童发展性阅读障碍患者脑功能活动等方面取得突破。

3 近红外脑功能成像技术在阈下抑郁中的研究进展

3.1 基于近红外技术探究阈下抑郁情志刺激反应机制及生物学特征 正常情况下，大脑功能活动时脑皮层的血氧含量（即Oxy-Hb和Deoxy-Hb的相对浓度）会发生变化，其余各层吸收系数保持恒定[10]。同抑郁症一样，阈下抑郁发生机制尚不明确，但国内外多项神经影像学研究提示，抑郁状态时患者脑区氧的有效利用模式存在病理性障碍，表现为患者大脑前额皮层（Prefrontal Cortex，PFC）功能和结构异常[11-14]。尽管由于研究对象抑郁程度不同、选取的研究方法和激活任务不同，大脑皮质激活异常程度尚无一致结果。但多数研究[15-18]显示，相较于健康对照组，在功能上抑郁患者在完成情绪激活时PFC激活程度显著降低;在结构上患者PFC的脑灰质体积减少，脑白质集中程度降低[19-20]。行为学研究发现，选择语义相关的言语流畅性任务刺激任务下，抑郁患者组血氧曲线水平低于对照组，Oxy-Hb激活和Deoxy-Hb抑制差異在PFC背外侧区最为明显[11-12，21-24]。负性情绪刺激后，抑郁患者前额叶Oxy-Hb相对浓度变化值显著低于对照组，PFC激活程度降低，有氧代谢功能失调[11]。伦敦塔测试任务下，抑郁症组不仅行为学结果差于对照组，PFC背外侧皮质及腹外侧皮质的激活程度也低于对照组[25]。组织学研究中，Ongur等[26]最早发现抑郁患者左下额皮层体积减少且与胶质细胞数量的减少关系最大。次年Rajkowska等[27]也发现，随着胶质细胞数量和神经元大小的减少，特定的内侧和眶前额叶皮层的体积减小。国内学者对78名重性抑郁受试者的结构磁共振扫描诊断结果再次证实抑郁患者左背外侧PFC皮层灰质体积减少[28]。fNIRS在国内研究中的应用尚处于起步阶段，目前在阈下抑郁患者中进行fNIRS的相关研究极少。由于现有研究存在样本量小、不能完全排除药物效用对试验结果的影响等局限性，现有关于抑郁症状严重程度与前额叶功能间关系的研究结果尚存争议。后续还需要扩大样本量、控制混杂因素，选取更合适的情志刺激任务和采取更精确的数据处理方式。

3.2 基于近红外技术辅助诊断抑郁症 国外已采用fNIRS检查辅助诊断包括抑郁症在内的精神类疾病[29]。国内只有很少报道。周丽等[30]推测fNIRS对抑郁情绪具有诊断和疗效评价的作用，随后田菊等[17]证实fNIRS检测对抑郁症患者有较高特异度（91.4%），杨智权等[16]进一步发现Oxy-Hb峰值浓度可作为辅助诊断中度和轻度抑郁患者的敏感指标，达峰时间可作为辅助诊断重度抑郁的指标。虽然上述研究均局限于抑郁症患者，但正是由于研究对象均是来自就诊的抑郁症患者，在实验时基本都需服药治疗，因而不能完全排除药物影响，存在一定局限性。而阈下抑郁患者由于没有明确诊断为抑郁症，基本很少用药。因此，若能寻找阈下抑郁患者情绪激活时前额叶敏感生物学指标，将为fNIRS早期识别和辅助诊断抑郁症状，尽早制定阈下抑郁的情志干预方案，防止阈下抑郁转归为抑郁症奠定基础。

3.3 基于近红外脑成像技术的阈下抑郁情志刺激反应机制应用前景 目前对于阈下抑郁的研究多从神经递质、分子通道等生化指标讨论，而fNIRS的方法是从物理学角度来对抑郁状态进行检测，是较为成熟的认知神经研究技术，但以其研究中医情志相关证型的报道较为少见。较之于抑郁症，阈下抑郁群体症状较轻、严重程度较低，因此目前国内研究大多着眼于其群体的整体特征，较少对阈下抑郁群体进行进一步细分。这为未来研究提供方向。

4 小结与展望

众多研究结果发现阈下抑郁患者存在负性认知偏向，此为造成抑郁症状持续和发展的因素之一。而基于fNIRS的研究表明，这种负性认知偏向可能与PFC功能下降有关。同时，基于前期基础研究推测中医情志疗法改变抑郁个体心境体验，其治疗作用机制与抑郁个体的PFC氧的有效利用模式改变有关。

通过研究，认为基于fNIRS技术探讨阈下抑郁情志刺激反应机制有可行性和研究的必要性，因此在后续研究中，课题组期望运用fNIRS，从中国情绪图片库、中国面孔表情图片系统，及本团队成果中医五志情绪图片库中的标准图片为刺激材料，模拟不同心境状态下，典型虚症（如肝郁化火、肝气郁滞等）和典型实证（如心脾两虚、心胆气虚等）阈下抑郁患者在面对正、负性刺激时，其脑功能区Oxy-Hb和Deoxy-Hb变化情况，以及是否存在注意和记忆等方面差异，以期证实阈下抑郁个体在不同情志刺激下，与健康人群在PFC氧的有效利用模式存在差异，并与注意偏向有相关性。明确典型虚症和典型实证的阈下抑郁患者面对不同情志刺激时脑区、皮层激活模式的特征，揭示中医情志刺激干预阈下抑郁的作用机制。

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