高度抗治疗性抑郁症患者情绪处理偏向的神经机制研究

2024-07-01 Mon
高度抗治疗性抑郁症患者情绪处理偏向的脑机制研究背景介绍抑郁症（depression）是现代社会普遍存在且严重影响个人身心健康的精神疾病之一。根据Beck的认知模型（Beck’s cognitive model），抑郁症的发展和维持在很大程度上与信息的偏向性获取和处理有关。大量研究表明，抑郁症患者在认知领域（例如感知、注意和记忆）中普遍存在负面偏向。例如，抑郁症患者往往会将中性面孔解释为悲伤面孔，将快乐面孔解释为不快乐面孔。理解这些情绪刺激处理过程中的偏向性神经机制对于预测、检测和治疗抑郁症具有重要的临床意义。
然而，尽管功能磁共振成像（fMRI）研究显示抑郁症患者在处理悲伤面孔时杏仁核反应增强，而在处理快乐面孔时反应减少，但这些研究大多采用了高空间分辨率但低时间分辨率的方法或相反的低空间分辨率但高时间分辨率的方法（如EEG、MEG），因此在理解抑郁症中情绪刺激处理偏向的神经机制方面仍存在不足。
研究来源本文由Xiaoxu Fan, Madaline Mocchi, Bailey Pascuzzi, Jiayang Xiao等学者撰写，他们分别来自Baylor College of Medicine、Swarthmore College、Washington University School of Medicine、University of California San Francisco、University of Texas Southwestern Medical Center等机构。文章于2024年5月发表在《Nature Mental Health》期刊上。
实验流程与方法本实验旨在通过高空间和时间分辨率的人类脑内立体定向脑电图（SEEG）记录，研究治疗抗性抑郁症（TRD）患者在情绪处理偏向中的神经机制。实验对象包括5名TRD患者和12名癫痫患者（作为对照组）。在实验过程中，参与者参与了一个情感偏向任务，需要对显示在屏幕上的快乐和悲伤面孔进行评价。
具体步骤实验设计与激励任务
实验采用情感偏向任务，包括从最大情绪强度到中性的变形面孔（100%悲伤，50%悲伤，30%悲伤，10%悲伤，中性，10%快乐，30%快乐，50%快乐和100%快乐）。
参与者通过点击滑动条上的位置来评价情感强度。
数据记录
使用SEEG记录患者杏仁核和前额叶皮层（PFC）的局部场电位（LFP）。
在TRD组中，前额叶皮层共记录180个联系点，杏仁核共36个联系点；在对照组中，前额叶皮层记录119个联系点，杏仁核记录52个联系点。
数据处理与分析
实验在PFC和杏仁核中进行了IEPR分析，发现两组杏仁核IEPR响应之间在情感面孔处理过程中存在显著差异。
主要实验结果杏仁核响应的时间动态
TRD患者在首次看到悲伤面孔时（约300ms）表现出显著增大的负电位峰值，而这种响应在快乐面孔处理中（约600ms）显著减小。
提出了在处理悲伤面孔的早期阶段，杏仁核中激活增多，暗示TRD患者存在过度活跃的自下而上的处理系统；而在处理快乐面孔的晚期阶段，由前额叶皮层通过alpha波段振荡对杏仁核的抑制作用可能导致杏仁核响应的减弱。
PFC中的alpha波段活性
与对照组相比，TRD患者在处理快乐面孔的晚期阶段表现出显著增大的alpha波段功率。
进一步的分析显示，在TRD组中，PFC和杏仁核之间在快乐面孔处理的晚期阶段的alpha波段锁相值（PLV）显著高于对照组，表明TRD患者在此阶段的情绪处理过程中，PFC对杏仁核的抑制作用增加。
深脑刺激（DBS）对TRD患者神经反应的影响
所有5名TRD患者在接受深脑刺激（DBS）后再一次进行了情感偏向任务。
实验发现，DBS后TRD患者在处理快乐面孔时杏仁核的IEPR反应显著增加，而PFC中的alpha波段功率显著降低。
这些变化表明，DBS可能通过改善PFC对杏仁核的调节来纠正TRD患者情绪处理中的偏向。
结论本研究通过高空间和时间分辨率的SEEG记录，首次直接观察到了TRD患者情绪处理偏向的具体神经机制。研究结果表明，TRD患者在处理情感刺激时存在不同的神经机制：在处理悲伤面孔时表现出过度活跃的自下而上的处理系统，而在处理快乐面孔时则表现出PFC通过alpha波段振荡对杏仁核的抑制作用增加。进一步的研究发现，DBS可以通过改善这些神经机制来缓解TRD患者的情绪处理偏向。
研究的重要性与应用价值科学价值
提供了关于情绪处理偏向在TRD患者中的神经机制的直接电生理证据。
阐明了在不同情绪刺激处理阶段，杏仁核和前额叶皮层之间的特定神经机制。
应用价值
深脑刺激（DBS）在改善TRD患者情绪处理偏向方面的潜在效果，为临床治疗提供了新思路。
通过了解PFC对杏仁核的调节作用，有助于开发更有效的抑郁症治疗方法。
本研究为理解和治疗抗治疗性抑郁症提供了新的视角和有力的电生理依据，强调了不同情绪刺激处理过程中的特定神经机制及其在抑郁症治疗中的潜在应用。