抑郁症语义加工异常脑机制研究进展

叶惠玲，吕 娜，范 青

上海交通大学医学院附属精神卫生中心，上海200030

抑郁症（major depressive disorder，MDD）是一种常见且致残率高的心理疾病，在中国人群中的终身患病率高达6.8%[1]。临床上MDD 主要以持续的心境低落为特征，同时伴随兴趣减退、精神迟滞、认知功能损害以及躯体不适，如食欲减退、睡眠障碍等症状[2]。MDD 的复发率高，在至少有1 次抑郁发作的患者中有1/3 的患者会再次发作[3]。复发史是非常重要的风险预后指标，可在临床上预测哪些患者能从持续或预防性治疗中受益[4]，因此预测MDD 的复发及降低复发风险非常重要。MDD 复发风险的增加与认知功能损害有关[5]。认知神经心理测验结果表明，MDD 患者的认知功能损害主要表现在语言、注意力、工作记忆、处理速度和执行功能等方面[6-8]，并且语言和执行功能可预测首发MDD 患者12 个月后的疾病变化情况[9]。在语言功能损害方面，MDD 患者主要表现为语义加工、语言习得与记忆以及语言表达流畅等方面的障碍[10-12]。

语义加工指大脑对输入的单词、图片、句子等刺激进行理解以响应所接受信息的心理过程[13]，在语言处理和产生中起着非常重要的作用。语义加工以存储语言信息的语义网络为基础[14]。例如，在语言生成过程中，一个网络节点的激活会增加语义相关概念的其他节点的激活（例如，在看到“桌子”后更容易对“椅子”进行加工）。MDD患者被证明很难抑制消极的想法，这可能是由于语义网 络混乱[15]。

已有研究[16-17]发现，MDD 患者在处理与语言以及情绪有关任务时额叶皮层出现过度激活或者激活水平过低。鉴于MDD 的高患病率和复发风险，阐明MDD 的大脑功能机制，尤其是认知功能损害如何引起大脑加工异常，对该疾病的治疗和复发预测非常重要。本文将回顾近年来MDD 患者语义加工异常的神经生理学证据。目前，主要有事件相关电位（event-related potential，ERP）检测和功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）2 种研究方法用于MDD 患者语义加工神经机制的研究，再结合语义判断任务和语义列表学习任务等语义解析任务加以判断。

1 电生理研究

在ERP 的研究中，研究者主要关注MDD 患者在进行语义判断任务过程中的峰值以及潜伏期的变化。语义判断任务包括自身参照任务、情绪词属性判断任务以及句子正误判断任务。

自身参照任务是指处理与自我有关的语义加工任务，通常与不同属性的情感词汇相连接，如让被试判断句式“我是快乐的”是否在描述自己并进行按键判断。Klumpp 等[10]的研究发现MDD 患者在默读含有正性、中性和负性词汇的3 类句子（例如，今天我感觉快乐/好/悲伤）时，其N400 与健康被试没有显著差异。N400 被认为是语义加工和整合的表征[18]，主要反映语言认知加工的过程。但是，其他研究者得出了相反的结果。Kiang 等[19]发现，与对照组相比，MDD 患者在判断负性词汇时N400 幅度显著降低。两者不一致的结果可能与实验设计不同有关：Klumpp等[10]只让被试默读句子后按键，这可能导致被试只是简单地默读而不进行语义加工；而Kiang 等[19]要求被试确保自己已经完成语义加工过程后再按键。Grzybowski 等[20]发现，MDD 患者在情感词汇材料呈现后的500 ms 内存在注意力偏差，即感知情绪形容词时P1 幅度高于健康对照，感知负性形容词时P2 幅度低于正性形容词且大脑右半球后部和左前方的振幅高于左半球。由此可见，MDD 患者在语义编码的关键阶段即信息感知阶段就存在注意力偏差，并且出现大脑半球偏侧化现象。

在情绪词属性判断任务中，向被试呈现正性、中性和负性词汇，要求其根据词汇的属性进行按键反应，同时采集脑电信号。Liu 等[21]发现MDD 患者和健康对照对情绪词进行语义加工时大脑活动表现出显著差异；MDD 患者对负性词汇的反应时间较慢，在加工正性和负性词汇时大脑中央和左侧区域激活水平显著低于健康被试。Yang等[22]发现相比正性词汇，MDD 患者在感知负性词汇时大脑右后区P1 潜伏期明显下降，大脑前区P2 振幅显著降低、N2 振幅显著增高、P3 振幅显著下降，表明MDD 对情感材料语义加工时存在负性加工偏差，负性加工偏差起始于感知处理的早期阶段并在后期认知阶段持续存在。上述研究发现，MDD 患者从感知到认知评估整个语义加工过程中都存在负性加工偏向，并且大脑表现出语义加工的偏侧化现象。

相对于词汇加工，句子加工更加复杂，包含了语义加工和句法加工。在句子正误判断任务中，Iakimova 等[23]让女性MDD 患者判断所给的句子是否有意义并进行按键反应；结果显示，相比健康被试，MDD 患者句子正误判断的准确性较低、反应更慢，N400 和晚期正成分（late positive component，LPC）的潜伏期延长，但两者P200、N400 和LPC 的峰值无显著差异。抑郁症患者进行语义加工时N400 是否存在异常表现，Iakimova 等[23]、Klumpp等[10]和Kiang 等[19]的研究结果都不一致，这可能与实验材料以及研究范式不同有关，因此还需要进一步的研究 来验证。

总的来说，基于不同情感材料和不同形式的语义任务，电生理研究数据表明MDD 存在负性加工偏倚，语义加工异常起始于感知加工的早期阶段，在随后的各个加工阶段持续存在，并且有大脑半球偏侧化现象。

2 脑影像研究

fMRI 技术具有较高的空间分辨率，可以从形态和功能两方面直接获得在特定任务下激活的脑区[24]，因此被广泛用于探究MDD 患者语义加工时特定脑区活动水平。结合特定的语义任务，如语义判断任务、语义列表学习任务（semantic list learning task，SLLT），研究者们发现了MDD 患者大脑语义加工时存在异常激活。

在进行消极词汇的自我参照判断任务时，与对照组相比，MDD 患者内侧前额叶皮质（medial prefrontal cortex，MPFC）和前扣带回（anterior cingulate cortex，ACC）喙部表现出过度激活。ACC 喙部在MPFC 与抑郁症状之间起到中介作用，且MPFC、ACC 喙部和杏仁核激活水平之间存在正相关关系[25]。Li 等[26]同样发现，与对照组相比，MDD 患者MPFC 中央的激活水平显著较高，MPFC背侧的激活水平显著较低。以往的研究发现，MPFC 在社会认知加工时起着重要的作用[27-28]，与个人信息有关的判断也会激活MPFC[29]。MDD 患者对负性情绪信息进行自我加工时，MPFC 的激活水平异常，这可能是MDD患者消极认知偏差的重要原因，但仍需要更多的研究 验证。

SLLT 是测量被试基于语义线索（词语类别）对单词进行编码、学习和再认的能力，即测量语义信息编码以及提取的能力，任务包括编码、干扰和无声演练3 个阶段[30]。在编码期间（相对无声排练），老年抑郁症（late-life depression，LLD）患者的左侧额下回（inferior frontal gyrus，IFG）的激活水平显著高于对照组[31]，而非老年的抑郁症患者IFG 的激活水平没有明显升高[32]。IFG 是一个涉及认知调控和控制语义/语音检索和分析的重要脑区[33-35]， 在基于语义线索进行编码时，LLD 患者可能需要更大程度地激活IFG 以将编码的单词存储到记忆中。

基于不同的实验设计，研究者们发现MDD 患者语义加工时MPFC 和IFG 处于异常激活状态，但仍需更多的实验证据支持这一结论。

3 总结与展望

抑郁症的复发风险非常高，在临床治愈后残留的语言加工方面的认知功能损害值得关注。目前的研究在一定的程度上揭示了MDD 患者语义加工的神经生物基础，为MDD 的语言加工机制研究带来了更深入直观的证据，但是仍然还有许多内容有待进一步的研究。

目前的研究大多涉及词汇层面的语义加工，缺乏对句子和语篇理解层面的更为复杂的语义加工的脑机制研究。值得注意的是，目前的研究中不同类型的语言任务和范式包含着不同的认知加工过程[36]，还不足以将语义加工与其他认知加工分离。比如，语义判断任务中也包括决策加工、运动控制等其他认知加工过程。

最近一项研究为语义加工脑机制的研究提供了新的思路。Huth 等[37]对听演讲的健康被试的大脑进行fMRI 扫描，结合大数据分析描绘了一张详细反映出人类大脑跨皮层语义加工图谱。参考该研究方法，未来的研究可以结合fMRI、语义实验范式以及机器学习建模来获得MDD 患者的语义认知地图。通过比较MDD 患者的跨皮层语义加工图谱与健康人的差异，可以对MDD 患者语言加工的神经机制有更全面的理解。

未来的研究还可以在自然情境下研究MDD 患者语义加工脑机制。由于fMRI 技术方面的局限性，被试都往往不做出声反应，因而不足以描述自然的语言情境下MDD患者语义加工脑机制。近些年来，功能性近红外光谱技术（functional near-infrared spectroscopy，fNIRS）越来越多被运用在实验情景和自然情境下的高级认知神经科学的研究，非常适合用来研究健康人群以及精神疾病患者的语言功能缺陷的脑机制[38]。基于fNIRS 的超扫描技术被广泛用于研究不同个体之间的脑-脑同步性，比如沟通对话[39-41]、 合作任务[42]、音乐制作[43]等等方面。未来的研究可以探究在自然情境对话或者结构式的访谈中，MDD 患者与健康被试的大脑同步性，MDD 患者在对话交流沟通中对语言信息是如何加工的，以更好地补充MDD 患者语义加工的神经机制。

参·考·文·献

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