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电休克疗法可调节重度抑郁症患者情绪调节网络各子模块之间的功能交互作用

2020/09/25 浏览次数:60


研究背景

重度抑郁症(MDD)是一种以情感和认知障碍为特征的常见精神疾病。尽管MDD的病理生理学尚不清楚,但越来越多的神经影像学研究集中在情绪调节网络(ERN)上,并表明情绪失调是MDD的主要特征和潜在机制之一。考虑到情绪调节涉及众多脑区且过程复杂,我们猜测ERN中存在功能独特的子模块从而对特定过程作出反应。电休克疗法(ECT)是治疗重度抑郁症最有效、最快速的方法之一,缓解率约为50% ~ 70%。迄今为止,已有许多研究探讨了ECT相关的结构和功能改变,但ECT对MDD患者的抗抑郁疗效和认知损害副作用的机制仍存在争议。因此,描述ERN子模块的组成及其相互联系,并探索它是如何被ECT调节的,对于揭示ECT的机制至关重要。


研究过程

为探讨MDD患者ERN子模块如何被ECT调节,我中心电休克治疗研究课题组进行如下实验:对23例ECT治疗前后的MDD患者及25例健康对照组进行静息态磁共振分析,首先,基于以往研究,确定ERN中涉及的大脑区域的坐标,并将其映射到脑网络组图谱中。然后,进行模块化分析,以确定在健康对照组和MDD患者的ERN子模块。最后,计算三组ERN子模块间及其内部的功能连接来探讨ECT是否及如何改变ERN子模块的功能,以及利用相关分析判断这种变化是否与抑郁改善、记忆障碍有关。抑郁症状及认知功能主要通过汉密尔顿抑郁量表(HRSD)及言语流畅性试验(VFT)进行评估。


研究结果

在健康对照组的ERN中发现了四个子模块,分别是情绪整合模块EIM(后扣带回)、情绪评估模块EEM(左右腹外侧前额叶、右侧角回、右侧额下回)、情绪反应模块ERM(左侧角回、左右中央前回、左侧额中回、辅助运动区)、情绪生成模块EGM(左右杏仁核、左右膝下扣带回)(见图1a)。ECT治疗后情绪评估模块内及情绪整合模块-情绪评估模块间和情绪整合模块-情绪反应模块间功能连接明显增加,且改变的情绪整合模块-情绪反应模块间功能连接与言语流畅性的分数变化成负相关(见图1bc)。

此外,我们绘制了ECT前后MDD患者ERN的模块化图。虽然大部分脑区属于同一个模块,但有五个区域包括左侧腹外侧前额叶、辅助运动区、后扣带回、右侧角回和右侧中央前回在三个组中被转移到不同的模块(见图2ab)。

对于发生转移的脑区,我们进行了统计和相关分析,以探讨其与MDD患者临床症状的相关性(见图3)。ECT治疗后右侧中央前回和左侧中央前回的功能连接正常化,并与HAMD评分的变化呈正相关。后扣带回和左侧腹外侧前额叶的功能连接增加,并与AVLT_DR评分的变化呈负相关。右侧角回和左侧腹外侧前额叶的功能连接正常化,并与AVLT_DR评分的变化相关。

我们还发现MDD患者ECT后11个ERN不同模块的脑区之间的功能连接显著增加。

图一:ECT对MDD患者ERN子模块内和模块间功能连接(FC)的影响

a:健康对照组中ERN子模块组成。

b:MDD患者ECT后EEM内部FC变化。

c:MDD患者ECT后EIM与EEM间及EIM与ERM间FC变化。

此外,EIM与ERM间FC变化与MDD患者AVLT-DR评分变化相关。*p < 0.05.

图二:健康对照组、ECT前MDD患者和ECT后MDD患者ERN四个子模块的模块化转移

a:HC、ECT前MDD患者和ECT后MDD患者的ERN模块图。

b:左侧腹外侧前额叶、辅助运动区、后扣带回、右侧角回和右侧中央前回在三组中ERN不同的模块间转移模式。


图三:发生转移的脑区FC的变化与临床指标变化的相关性分析

左侧显示脑区及功能连接,中间显示三组间功能连接的变化,右侧显示FC的变化与临床指标变化的相关性。

图四:ECT对MDD患者ERN脑区间功能连接的影响

MDD患者ECT后不同子模块脑区间FC明显升高。


相关成果被Translational Psychiatry(IF=5.724)杂志接收,题为:Electroconvulsive therapy modulates functional interactions between submodules of the emotion regulation network in major depressive disorder.中心成员田仰华为共同通讯作者,魏强为共同第一作者。


原文链接:

https://www.nature.com/articles/s41398-020-00961-9



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