依瑞德近红外研究 | 基于fNIRS任务的重度抑郁症患者脑功能网络不对称性分析

前言

来自河北省第六人民医院张云淑团队在《Journal of Affective Disorders》发表了题为《Analysis of functional network asymmetry in major depressive disorder under four fNIRS tasks》的研究论文，该本研究旨在探讨抑郁症患者（MDD）在执行不同任务时大脑功能网络的左右不对称性特征，希望为临床诊断提供有价值的神经生理学依据。研究重点在于比较抑郁症患者和健康对照组在执行四个不同任务时，前额叶和颞叶的激活程度和功能连接差异。

研究方法

被试

抑郁症患者（MDD）：50名，

健康对照组（HCS）：20名。

采用下列四种任务，分别考察情绪、认知、运动和综合任务下的大脑功能

情绪图片任务（EPT）：被试观看正性、中性和负性情绪图片，并按键表示图片中的情绪。

言语流畅性任务（VFT）：被试在有限时间内尽可能多地描述四个类别图片（蔬菜、家用电器、四足动物和水果）的名称。

手指运动任务（FT）：被试根据屏幕指示进行手指指向运动。

负性情绪图片描述任务（NEPDT）：被试描述负性情绪图片内容并表达看到图片之后真实感受。（图1）

fNIRS数据收集

任务过程中的数据采集，使用的设备是武汉资联虹康生产的BS-7000台式近红外脑功能成像系统，该型号采样率高达100Hz，共16发16收53个通道，以脑电10-20系统定位于受试者前额叶以及左右颞叶。

EPT任务流程

VFT任务流程

NEPDT任务流程

FT任务流程

图1 四种任务流程

研究结果

01

激活模式

MDD患者在左前额叶的激活显著低于健康对照组，而在右前额叶的激活则显著增强。在EPT，MDD组和HCS的激活差异不显著，但在VFT、FT和NEPDT中，MDD患者的右前额叶激活显著高于HCS（图2）。

图2 MDD和HCS在不同任务中额颞oxy-hb浓度的平均积分值

02

功能连接分析

MDD患者在所有任务中均表现出前额叶与右颞叶之间的功能连接增强，而与左颞叶的功能连接减弱。在VFT和NEPDT中，这种差异非常显著（图3）。

图3 (A)fNIRS通道分布图；(B)四个任务中MDD（左）和HCS（从上到下：EPT、VFT、FT、NEPDT）的功能连接矩阵；(C)MDD（红色）（蓝色）额叶与左颞叶与左颞叶之间的均值和标准差，右图显示额叶与右颞叶之间的连接

03

左右不对称性

MDD患者在所有任务中均表现出右偏侧（AI<0），而健康对照组表现出左偏侧（AI>0）。在NEPDT任务中，这种不对称性差异最为显著（图4）。

图4 MDD和HCS在不同任务中左右额叶的AI值

04

临床信息相关性

年龄、受教育年限和HAMD评分对功能连接强度和氧合血红蛋白积分值无显著影响。

结论

研究表明，抑郁症患者在执行任务时表现出与健康对照组相反的左右不对称性特征，这种不对称性主要体现在前额叶和颞叶的激活和功能连接上。左右不对称性特征可以为抑郁症的临床诊断提供重要的神经生理学依据，且NEPDT任务在揭示抑郁症患者异常脑功能方面具有较高的敏感性。未来研究可以进一步探索任务范式设计和特征选择，以提高抑郁症的诊断准确性。

参考文献：

Yang J, Ma S, Cheng A, Zhang L, Li B, Cui W, Li K, Zhang Y, Liu X. Analysis of functional network asymmetry in major depressive disorder under four fNIRS tasks. J Affect Disord. 2024 Nov 15;365:303-312.

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