与抑郁症患者自杀行为有关的γ振荡
抑郁症患者中与自杀行为有关的γ振荡研究
引言
自杀是全球范围内最严重的人类行为之一，尤其在患有严重抑郁症（Major Depressive Disorder, MDD）的患者中尤为常见。研究表明，在自杀死亡的人群中，大约一半的人曾被诊断为MDD。尽管其重要性巨大，但MDD患者中自杀行为的神经基础依然尚未完全理解。MDD患者可能对负面情绪脸部表情存在注意力偏差，从而导致自杀风险增加。然而，目前对这一注意力偏差及其神经生物学机制的研究还不够详尽。γ频段振荡已被认为与情绪面部表情以及情绪调节功能密切相关。本研究旨在探讨MDD患者中γ频段振荡与自杀风险之间的关系。
研究来源
本研究由Southeast University和Nanjing Medical University等机构的研究人员联合撰写，发表于《nature mental health》期刊。论文受多项中国国家自然科学基金的资助。
研究流程
研究对象及方法
本研究共纳入107名参与者，包括40名健康对照（HC）和67名MDD患者（其中33名曾有自杀尝试史，34名无自杀尝试史）。所有参与者进行了磁脑电图（MEG）扫描，以及情绪表达识别任务和神经认知评估。
在实验过程中，受试者观看不同情绪（如快乐、悲伤、中性）的面部表情，并判断这些表情是否具有情感。MEG数据通过时间-频率分析和相位连接分析方法进行处理，以比较不同组别在传感器和源头空间上的差异。此外，研究还使用了规范关联分析（Canonical Correlation Analysis, CCA）来进一步探讨异常振荡特征与神经认知表现之间的关联。
数据处理
实验共有107名受试者入组，但由于影像质量不佳，最终有96名受试者纳入分析。在传感器电平上，低频范围（5–30 hz）的时间-频率表示（TFR）分析显示在刺激开始后约300 ms时，α和β活动的功率开始下降。而在高频范围（40–140 hz），随着刺激后的持续增加，γ频段神经活动显著增加。研究发现自杀尝试组（SA组）在50至70 hz范围内的功率激活显著高于未自杀尝试组（NSA组）。
新实验方法和设备
研究采用了先进的磁脑电图（MEG）设备，其具有高时间和空间分辨率。这使得研究人员可以更精确地捕捉到神经振荡的时间和空间特征。此外，研究还使用了动态成像相干源（Dynamic Imaging of Coherent Sources, DICS）算法来进行空间滤波，以确保数据的准确性。
数据分析
为了控制多重比较，研究采用了非参数聚类置换检验方法。对显著性集群的统计值进行随机重组，以构建参考分布，并通过Spearman相关分析探讨异常振荡与自杀风险指数（SSI评分）之间的关联。
研究结果
γ振荡与情绪面部表情
研究发现，视觉皮层的γ频段振荡在快乐和悲伤情绪条件下显著增加，并与自杀风险密切相关。尤其是在悲伤条件下，13个脑区表现出了显著的组别差异，主要集中在枕叶和边缘系统，而在快乐条件下，17个脑区表现出显著差异，主要集中在枕叶和额叶皮层。
γ频段相位连接
在快乐条件下，左上枕沟（SOG.L）和右上额回（ORBMID.R）之间的相位连接显著增加，而在悲伤条件下，左距状沟（CAL.L）和右杏仁核（AMYG.R）之间的相位连接显著降低。这些连接的变化与广泛的认知功能缺陷显著相关。
γ振荡与神经认知功能
CCA分析结果显示，γ频段连接与多个神经认知评估的表现显著相关，特别是在悲伤条件下，视觉记忆和注意力功能与γ振荡的相位连接有显著关联。此外，在快乐条件下，γ频段连接与视觉记忆（WMS-FM）和注意力（TMT-A）显著相关。
研究意义
本研究揭示了抑郁症患者中γ频段振荡与自杀行为之间的神经基础。研究结果显示，视觉皮层的γ振荡可以作为自杀风险的可靠生物标志物。此外，异常的γ频段连接在快乐和悲伤情绪条件下分别与广泛的认知功能缺陷显著相关，这表明视觉区域与高阶认知区域之间的神经通路异常可能是高自杀风险的关键原因之一。
研究亮点
- 发现重要生物标志物：通过高时间和空间分辨率的MEG数据，研究发现视觉皮层在情绪刺激下的γ频段振荡可作为自杀风险的可靠生物标志物。
- 揭示广泛认知功能缺陷的神经基础：研究数据支持自杀风险患者在多种情绪条件下认知功能缺陷的神经基础，为后续研究提供了可靠的证据。
- 方法论创新：在数据分析方面，研究引入了DICS空间滤波和CCA分析等先进方法，确保了结果的准确性和可靠性。
建议与未来研究方向
尽管本研究揭示了MDD患者中γ振荡与自杀行为的关联，未来的研究应侧重于长时间纵向研究，以监测自杀行为的演变。此外，研究可以进一步探讨其他情绪状态和任务范式（如愤怒、恐惧或赌博任务等）的神经机制，以全面理解情绪调节与自杀行为之间的关系。
限制
研究也存在一些局限性。例如，虽然研究揭示了可靠的生物标志物，但仍需进一步的纵向研究来监测未来的自杀行为。此外，研究主要分析了快乐和悲伤表情，但其他情绪或任务范式也需要进一步研究。
本研究通过先进的神经成像技术和精细的数据分析方法，揭示了抑郁症患者中γ频段振荡与自杀行为的神经基础，为理解自杀行为的神经机制提供了宝贵的见解。