抑郁症病人认知功能改变的fMRI及MRS研究

论文摘要

目的:利用功能磁共振成像（fMRI）联合使用经典心理学范式（Stroop字色干扰任务）探讨抑郁症病人认知功能障碍的神经机制;利用磁共振波谱成像（MRS）评价抑郁症病人是否存在认知相关脑功能区代谢物的异常改变,以及MRS代谢指标与经典认知测试——威斯康星卡片分类测试（WSCT）之间是否具有相关性,从代谢水平探讨抑郁症病人认知功能障碍的神经病理生理学机制。材料与方法:21例临床确诊为抑郁症的病人,其中首次发作抑郁症病人12例（2组或首发抑郁组）,复发抑郁症病人（发作次数2～3次）9例（3组或复发抑郁组）,另有12例与抑郁组年龄、性别匹配的正常志愿者（1组或正常对照组）纳BOLD-fMRI部分研究。利用组块设计的Stroop任务联合fMRI对所有受试者进行研究,刺激采用视觉呈现。Stroop任务包括两组:①字色一致的颜色命名任务;②字色不一致的颜色命名任务。每组任务包括4个刺激组块和5个对照组块,刺激组块和对照组块交替出现。利用AFNI对所有受试者的功能成像数据进行处理,记录每组任务中,各组受试者的激活脑区及激活体素情况。MRI检查完毕后,对受试者进行Stroop的行为学测试,分别记录测试的总反应时间以及错误数。此外,22例临床确诊为抑郁症的病人,如上也分为三组,其中1组12人,2组12人,3组10人,纳入MRS部分本项研究。所有受试者在行MRI检查前进行威斯康星卡片分类测试（WSCT）,记录测试结果。所有受试者均行双侧前额叶及前扣带回的单体素氢质子波谱—点分辨自旋回波波谱序列（PRESS）扫描,记录各代谢物曲线下面积与Cr的比值,即NAA/Cr、Cho/Cr、mIns/Cr、Glx/Cr。结果:①行为学结果:对反应时间而言,正常对照组、首发抑郁组和复发抑郁组进行字色不一致的颜色命名的反应时间均长于字色一致的颜色命名的反应时间,差别存在统计学意义（P＜0.01）。在字色一致的颜色命名任务中,首发抑郁组、复发抑郁组虽然较正常对照组的反应时间有增加的趋势,但差别无统计学意义;在字色不一致的颜色命名任务中,首发抑郁组、复发抑郁组的反应时间长于正常对照组,差别有统计学意义（P＜0.01）,但复发抑郁组与首发抑郁组反应时间的差别无统计学意义。对错误数而言,常对照组、首发抑郁组和复发抑郁组进行字色不一致的颜色命名的错误数多于字色一致的颜色命名的错误数,差别存在统计学意义（P＜0.01）。在字色一致的颜色命名任务中,首发抑郁组、复发抑郁组较正常对照组存在错误增多的趋势,但其差别均无统计学意义;然而,在字色不一致的颜色命名任务中,首发抑郁组、复发抑郁组均较正常对照组的错误数增多,其差别有统计学意义（P＜0.01）,而复发抑郁组与首发抑郁组之间错误数的差别无统计学意义。②激活功能脑区及体素:正常对照组执行字色一致的颜色命名任务时,激活了双侧额上回、额中回、额下回和双侧颞顶叶等多个脑区;执行不一致的颜色命名任务时,上述脑区多数激活体素增加,其中右侧额上回、左侧额下回、左侧顶上小叶及左侧楔前叶激活体素增加,差别有统计学意义（P＜0.05）,此外还出现了扣带回及前扣带回的激活。首发抑郁组及复发抑郁组病人执行字色一致的颜色命名任务时,激活了双侧额上回、额中回、额下回,左额内侧回,双侧扣带回和前扣带回,以及双侧颞顶叶等多个脑区;在执行字色不一致的颜色命名任务时,两组均可见左侧额叶脑区激活体素增加,其中首发抑郁组左侧额中回激活体素的增加有统计学意义（P＜0.05）,复发抑郁组左侧额上回、左侧额中回激活体素的增加有统计学意义（P＜0.05）,此外,首发抑郁组病人还有双侧楔前叶,复发抑郁组病人还有左侧顶下小叶、右侧楔叶及楔前的激活体素增加,差别均有统计学意义（P＜0.05）。对各组受试者执行字色一致及字色不一致的颜色命名任务时,对称激活脑区体素的比较结果,正常对照组执行字色一致和字色不一致的颜色命名任务时,双侧对称激活脑区激活体素差别均无统计学意义（P＞0.05）。首发抑郁组和复发抑郁组病人在字色一致的颜色命名任务时,额中回的激活体素左侧均大于右侧,差别有统计学意义（P＜0.05）,字色不一致的颜色命名任务时,首发抑郁组病人额中回激活体素左侧大于右侧,差别有统计学意义（P＜0.01）,复发抑郁组病人额中回及额下回激活体素左侧均大于右侧,差别具有统计学意义（P＜0.05）。③与正常对照相比,复发抑郁组病人双侧前额叶Glx/Cr减低（P＜0.01）、mIns/Cr升高（P＜0.05）,首发抑郁组病人双侧前额叶Glx/Cr减低（P＜0.05）,右侧前额叶mIns/Cr升高（P＜0.05）。而除左侧前额叶mIns/Cr复发抑郁组病人高于首发抑郁组病人（P＜0.05）,其他代谢指标在首发和复发抑郁组之间无统计学差异。④与正常对照组相比,首发抑郁组及复发抑郁组病人均存在WCST中完成分类总数（Response Administered,RA）（P=0.01）、持续错误数（Perseverative Errors,PE）（P＜0.01）和非持续错误数（Non Perseverative Errors,NPE）增加（P＜0.05）,但WCST结果在首发抑郁组和复发抑郁组之间的差别无统计学意义。⑤首发抑郁组病人右侧前额叶Glx/Cr与WCST中持续错误数呈负相关（r=-0.744,P＜0.05）,复发抑郁组病人双侧前额叶Glx/Cr与WCST中持续错误数均呈负相关（r=-0.790,P＜0.05;r=-0.710,P＜0.05）。结论:①行为学和fMRI研究证实首发及复发抑郁症病人均存在选择注意及执行控制功能障碍。扣带回—前额叶皮层—顶叶网络异常以及双侧前额叶功能失衡共同构成了首发及复发抑郁症病人认知障碍的神经病理生理学基础。②行为学及功能成像均未发现复发抑郁症病人比首发抑郁症病人存在更严重的认知功能障碍（可能与本研究纳入的复发抑郁症病人发作次数较少有关）。③与正常对照组相比,抑郁症病人存在双侧前额叶的异常代谢变化,复发抑郁组病人表现为双侧前额叶Glx/Cr减低,mIns/Cr升高;首发抑郁组病人表现为双侧前额叶Glx/Cr减低,右侧前额叶mIns/Cr升高。除左侧前额叶mIns/Cr复发抑郁组病人高于首发抑郁组病人,其他代谢指标在首发和复发抑郁组病人之间的差异均不显著。④与正常人相比,首发抑郁组及复发抑郁组病人均存在WCST中完成分类总数、持续错误数和非持续错误数增加,但在首发抑郁组和复发抑郁组病人之间差别无统计学意义。⑤首发抑郁组病人右侧前额叶Glx/Cr与WCST中持续错误数呈负相关,复发抑郁组病人双侧前额叶Glx/Cr与WCST中持续错误数呈负相关。提示谷氨酸能系统异常可能是抑郁症病人认知障碍的病理生理学基础。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 符号说明
• 前言
• 一、抑郁症病人认知功能的fMRI研究
• 1.1 对象和方法
• 1.2 结果
• 1.3 讨论
• 1.4 小结
• 二、抑郁症病人认知功能脑区代谢改变的MRS研究
• 2.1 对象和方法
• 2.2 结果
• 2.3 讨论
• 2.4 小结
• 结论
• 一、研究结论
• 二、本研究的创新点
• 三、进一步研究方向
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 附录
• 综述
• 抑郁症病人脑代谢及认知功能的MRI学研究
• 综述参考文献
• 致谢