1、論著識(shí)別負(fù)性表情時(shí)抑郁癥患者杏仁核的磁源性影像動(dòng)態(tài)變化韓穎琳,姚志劍,江海騰,盧青摘要:目的:探討識(shí)別負(fù)性動(dòng)態(tài)表情時(shí)抑郁癥患者杏仁核的動(dòng)態(tài)變化及其功能偏側(cè)化特點(diǎn)在抑郁癥病理機(jī)制中的作用。方法:利用腦磁圖檢測(cè)14例抑郁癥患者及14名年齡、性別、受教育年限近似匹配的健康對(duì)照者識(shí)別表情時(shí)的腦部反應(yīng)。結(jié)果:與對(duì)照組相比,患者組雙側(cè)杏仁核在50 150ms、100 200ms、150 250ms、300 400ms、450 550ms以及600 700ms時(shí)間段過度激活(P005;左側(cè)杏仁在50 150ms、100 200ms、150 250ms、300 400ms以及750 850ms時(shí)間段過度激活(

2、P005;右側(cè)杏仁核在50 150ms、100 200ms、150 250ms、250 350ms、300 400ms、450 550ms、550 650ms、600 700ms以及750 850ms時(shí)間段過度激活(P005;而且右側(cè)杏仁核功能激活水平始終高于左側(cè)杏仁核(P005。結(jié)論:抑郁癥患者情緒障礙發(fā)生可能與抑郁癥患者杏仁核異常及杏仁核功能偏側(cè)化協(xié)調(diào)異常有關(guān)。關(guān)鍵詞:抑郁癥;負(fù)性情緒識(shí)別;腦磁圖;杏仁核;功能偏側(cè)化中圖分類號(hào):R7494文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1005-3220(201101-0001-04The dynamic characteristics of the magnet

3、ic source imaging of amygdala in major depressive disorder a-bout recognizing dynamically negative expression HAN Ying-lin,YAO Zhi-jian,JIANG Hai-teng,LU QingDepartment of Psychiatry,Nanjing Brain Hospital Affiliated to Nanjing Medical University,Nanjing210029,Chi-naAbstract:Objective:To explore the

4、 dynamic features of the bilateral amygdala and their functional lat-eralization about recognizing dynamically negative expression using magnetoencephalography(MEGand theparadigm of expressional experiment,further to examine its neurological pathogenesisMethod:14depressedpatients and14age-and educat

5、ion-matched healthy controls participated to recognize the expression during MEG scanningResults:Compared with healthy controls,depressed patients showed abnormal overactivities in bilat-eral amygdala at the some time periods(50 150ms,100 200ms,150 250ms,300 400ms,450 550msand600 700ms,in the left a

6、mygdala at(50 150ms,100 200ms,150 250ms,300 400ms and750850ms,and in the right amygdala at(50 150ms,100 200ms,150 250ms,250 350ms,300 400ms,450 550ms,550 650ms,600 700ms and750 850ms(all P005Conclusion:Abnormalactivities and lateralization of amygdale may be associated with emotional symptoms in dep

7、ressed patientsKey words:depression;negative expression recognition;magnetoencephalography;amygdale;functional lateralization杏仁核位于顳葉中部,與海馬前部相連,由多個(gè)子核組成的杏仁型結(jié)構(gòu)。Papez1提出了情緒加工網(wǎng)絡(luò)-Papez環(huán)路,Maclean2后將杏仁核等加入該環(huán)路,稱之為邊緣系統(tǒng)。長(zhǎng)期以來,杏仁核被作為情緒生理機(jī)制研究的焦點(diǎn)之一。目前,大腦兩半球功能不對(duì)稱被證實(shí),右腦為情緒半球的假設(shè)3也被提出。抑郁癥患者的核心癥狀即為情緒障礙,既往研究4基金項(xiàng)目:國(guó)家高技術(shù)研

8、究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃 (2008AA02Z410;國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(30900356;兒童發(fā)展與學(xué)習(xí)科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)課題(CDLS-2009-07作者單位:210029南京醫(yī)科大學(xué)附屬腦科醫(yī)院精神科(韓穎琳,姚志劍;東南大學(xué)學(xué)習(xí)科學(xué)研究中心(盧青,江海騰通訊作者:姚志劍,E-Mail:zjyaonjmueducn 提出抑郁癥患者存在負(fù)性認(rèn)知模式。迄今國(guó)內(nèi)外尚無關(guān)于抑郁癥患者識(shí)別情緒刺激時(shí)杏仁核的動(dòng)態(tài)變化及其功能偏側(cè)化特點(diǎn)的影像學(xué)報(bào)道。本研究運(yùn)用腦磁圖(magnetoencephalography,MEG觀察抑郁癥患者識(shí)別動(dòng)態(tài)負(fù)性表情(識(shí)別動(dòng)態(tài)表情可減少杏仁核習(xí)慣化5的影響時(shí)杏仁核

9、的異常狀態(tài),以探究其情緒障礙可能的發(fā)生機(jī)制。1對(duì)象和方法11對(duì)象本實(shí)驗(yàn)得到了南京醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)。所有受試者或其家屬均簽署知情同意書。受試者均為右利手,聽力正常。111患者組2008年10月至2010年2月南京醫(yī)科大學(xué)附屬腦科醫(yī)院的重性抑郁住院患者。入組標(biāo)準(zhǔn):符合中國(guó)精神障礙分類與診斷標(biāo)準(zhǔn)第3版(CCMD-3單相抑郁癥診斷標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)符合美國(guó)精神障礙診斷與統(tǒng)計(jì)學(xué)手冊(cè)第4版(DSM-IV重性抑郁診斷標(biāo)準(zhǔn);年齡20 45歲,性別不限;24項(xiàng)漢密爾頓抑郁量表(HAMD總分35分。排除標(biāo)準(zhǔn):合并其他精神障礙或藥物、酒依賴者;患有嚴(yán)重的軀體疾病;近期內(nèi)有過嚴(yán)重感染或經(jīng)歷手術(shù)者;妊娠或哺乳期婦女

10、;腦磁圖禁忌證。共入組14例,均為反復(fù)發(fā)作者。其中男5例,女9例;平均年齡(29883歲;平均受教育年限(15032年;平均發(fā)作次數(shù)(1211次;平均病程(319520個(gè)月;HAMD總分(37042分。HAMD量表均有同一名精神科副主任醫(yī)師評(píng)定。112正常對(duì)照組與患者性別、年齡、受教育程度均與患者相匹配的健康者。納入標(biāo)準(zhǔn):無嚴(yán)重軀體疾病;目前精神狀況良好,既往無精神障礙史;無精神疾病家族史。共入組14例,男5例,女9例。平均年齡(30280歲,平均受教育年限(15117年;兩組在性別、年齡、受教育程度上差異均無顯著性(P均005。12方法121刺激材料實(shí)驗(yàn)視頻刺激材料有200個(gè)視頻片斷,均選自

11、中國(guó)面部表情視頻系統(tǒng)(Chinese fa-cial expression video system,CFEVS6,采用事件相關(guān)設(shè)計(jì)。由Brain X刺激軟件(美國(guó)Ciciinati兒童醫(yī)院腦磁圖中心提供播放,通過投影儀把視頻投射到單面玉砂屏幕上。受試者雙眼與屏幕的距離固定為50cm。視頻片斷在玉砂屏幕上的位置固定,大小以受試者能舒適的看全表演者面部為準(zhǔn)。122腦磁圖記錄腦磁圖采集前,頭定位,置采集電極,進(jìn)入磁屏蔽室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。要求受試者頭部進(jìn)入機(jī)器后,盡量避免頭部轉(zhuǎn)動(dòng)及面部肌肉活動(dòng)。掃描過程中要求受試對(duì)象在看到視頻后盡快判斷,測(cè)試前做練習(xí)以確保按鍵操作準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)刺激順序和反應(yīng)手(鍵在受試對(duì)象

12、中交叉平衡設(shè)計(jì)。采用CTF275導(dǎo)全頭型腦磁圖系統(tǒng)(加拿大VSM醫(yī)療技術(shù)公司采集腦磁圖信號(hào),取樣率為1200Hz,監(jiān)控垂直及水平眼電圖并自動(dòng)除去超過150V的信號(hào)。記錄前后進(jìn)行頭定位,排除頭部移動(dòng)造成誤差。123磁共振平掃完成腦磁圖記錄后受試者均進(jìn)行磁共振掃描:掃描前用外科導(dǎo)航定位標(biāo)志固定于之前腦磁圖定位點(diǎn)處,作為腦磁圖與磁共振融合點(diǎn)。磁共振掃描應(yīng)用美國(guó)GE Signa NV/i115T超導(dǎo)型磁共振儀,選用正交頭顱線圈。行3D-SPGR序列掃描,得到T1-PGR軸位圖像,掃描參數(shù)如下:FOV=240240162mm,Matrix=25625654,TR= 33333s,TE=9ms,Inver

13、sion Time=0,Number of Averages=1,Imaging Frequency=63849208。124磁源影像處理和統(tǒng)計(jì)分析在Matlab76上運(yùn)用SPM8(Statistical Parametric Mapping,http:/ wwwfilionuclacuk/spm8對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,分析時(shí)程200 1000ms,平均化05 100Hz 濾波后,導(dǎo)入磁共振圖像進(jìn)行3D重建,頭模型化,使之與每個(gè)受試者磁共振圖像相對(duì)應(yīng),源成分分析,將50 850ms時(shí)間段按每段100ms,為了避免遺漏時(shí)間段間的變化情況,重疊50ms,分成如下15個(gè)時(shí)間段(50 150ms、100

14、 200ms、150 250ms、200 300ms、250 350ms、300 400ms、350 450ms、400 500ms、450 550ms、500 600ms、550 650 ms、600 700ms、650 750ms、700 800ms、750 850ms,運(yùn)用MarsBar工具箱及aal模板,對(duì)預(yù)處理的數(shù)據(jù)選擇需要分析的感興趣腦區(qū)。采用兩組間配對(duì)t檢驗(yàn),設(shè)定P005校正,像素叢閾值設(shè)定10像素;使用xjview軟件查看感興趣腦區(qū)的功能圖,便于在識(shí)別負(fù)性表情過程中觀察抑郁癥患者杏仁核功能變化的先后情況。2結(jié)果與正常對(duì)照組相比,抑郁癥患者識(shí)別負(fù)性動(dòng)態(tài)表情時(shí)雙側(cè)杏仁核在不同時(shí)間段

15、出現(xiàn)了不同程度的過度正激活。與正常對(duì)照組相比,抑郁癥患者識(shí)別負(fù)性動(dòng)態(tài)表情時(shí)左右杏仁核在不同時(shí)間段表現(xiàn)的不同程度的過度正激活(見表1。3討論抑郁癥患者存在負(fù)性認(rèn)知模式5,導(dǎo)致其人際關(guān)系不良和社會(huì)技能缺陷。既往研究7-9認(rèn)為情緒產(chǎn)生存在兩條通路。長(zhǎng)通路:刺激丘腦扣帶回大腦各區(qū)域相應(yīng)皮質(zhì);短通路:刺激丘腦杏仁核。短通路的刺激信息,由丘腦和杏仁核的皮層下結(jié)構(gòu)將原始信息直接從丘腦傳送到杏仁核,進(jìn)行自動(dòng)加工,即產(chǎn)生情緒反應(yīng)。未經(jīng)皮質(zhì)的精細(xì)加工,速度更快,可對(duì)負(fù)性刺激迅速作出反應(yīng)。由此可見,杏仁核在負(fù)性情緒加工中具有重要作用。多年來,對(duì)于抑郁癥患者情緒加工腦區(qū)變化只能通過單一空間或者單一時(shí)間觀察,而本研究運(yùn)

16、用高時(shí)空分辨的磁源性影像magnetic source imaging,MSI(MEG +MRI技術(shù)從信息加工的時(shí)間定位至空間,動(dòng)態(tài)直觀地反映抑郁癥患者杏仁核加工情緒的特點(diǎn)。本研究結(jié)果示患者組較對(duì)照組雙側(cè)杏仁核過度激活結(jié)果:50 150ms、100 200ms、150 250ms、表1患者組與對(duì)照組杏仁核功能變化情況比較時(shí)間(ms兩側(cè)杏仁核對(duì)比值t值P值左杏仁核對(duì)比值t值P值右杏仁核對(duì)比值t值P值50 1500352370010*027169004*0422230018* 100 2000342650007*027217002*0402470010* 150 2500362120020*032

17、174004*0402250017* 200 30001404403300050160430210640260 250 35003416500600210640260431700040* 300 4000511940030*044174004*0571960030* 350 45002110401600210920180211020150 400 50002211301400150760220281320100 450 5500331810040*0241300100421900030* 500 60002909901700180580280391310100 550 650038115013

18、00280790210461740040* 600 7000421920030*0190600270401700043* 650 75002410301600130510300351260110 700 80002107602300090310380311030150 750 8500412180020*032174004*0492240017*注:*P005,*P001300 400ms、450 550ms、600 700ms如上幾個(gè)時(shí)間段的激活水平有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Morris等10-12研究發(fā)現(xiàn),正常人識(shí)別負(fù)性表情與識(shí)別正性表情相比時(shí),其杏仁核活動(dòng)增加。Matthews等13-14研究發(fā)現(xiàn),

19、與正常人相比,抑郁癥患者識(shí)別情緒,其雙側(cè)杏仁核出現(xiàn)了過度激活,尤其是識(shí)別負(fù)性刺激。既往也有研究15-16報(bào)道,杏仁核完成情緒識(shí)別任務(wù)時(shí),對(duì)負(fù)性情緒的激活程度高于正性情緒。Ramel等17發(fā)現(xiàn)雙側(cè)杏仁核的活性增加將提高對(duì)負(fù)性刺激的記憶預(yù)測(cè)。結(jié)合本研究結(jié)果,提示抑郁癥患者杏仁核與情緒刺激的加工密切相關(guān),尤其是對(duì)負(fù)性情緒加工。杏仁核與情緒整合密切相關(guān),與其他腦功能有著廣泛的聯(lián)系,其功能異?？赡軐?dǎo)致與周圍功能聯(lián)合性下降,進(jìn)而降低對(duì)情緒的認(rèn)知調(diào)控能力,增加了對(duì)負(fù)性刺激的加工和自我相關(guān)。原理及表現(xiàn)形式與E-vent-related flied,事件相關(guān)電位(ERP類似的Event-related flie

20、d,事件相關(guān)磁場(chǎng)(ERF技術(shù)是新興的研究情緒發(fā)生機(jī)制的有力手段。情緒刺激呈現(xiàn)250 500ms之后所出現(xiàn)的晚期ERP對(duì)面孔熟悉性敏感。情緒刺激的記憶反應(yīng)波為400 600ms。本研究結(jié)果示50 250ms這3個(gè)時(shí)間段為對(duì)表情結(jié)構(gòu)分析及情緒信息加工早期,抑郁癥患者杏仁核存在過度激活,且激活程度基本一致。300 400ms時(shí)間段為倍受關(guān)注的情緒信息加工中期,激活程度較前明顯增強(qiáng)。450 550ms時(shí)間段激活程度較前下降,至600 700ms時(shí)間段激活程度又略高。Ketter 等18研究表明,抑郁患者杏仁核激活異常提高。結(jié)合本研究結(jié)果,提示抑郁癥患者杏仁核功能異常,可能導(dǎo)致對(duì)負(fù)性情緒識(shí)別、加工早中期

21、的異常,尤其是負(fù)性情緒加工中期,提高了對(duì)負(fù)性情緒刺激的敏感性及負(fù)性情緒的記憶提取速度,進(jìn)而誘發(fā)或加重抑郁癥患者的情緒障礙,且Drevets19研究表明,抑郁癥經(jīng)治療癥狀緩解后杏仁核激活降低到正常值。提示杏仁核的過度激活可能是抑郁癥復(fù)發(fā)的因素之一。本研究示患者組較對(duì)照組左側(cè)杏仁核過度激活結(jié)果:50 150ms、100 200ms、150 250ms、300 400ms、750 850ms如上幾個(gè)時(shí)間段的激活水平具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義?；颊呓M較對(duì)照組右側(cè)杏仁核過度激活結(jié)果:50 150ms、100 200ms、150 250ms、250 350ms、300 400ms、450 550ms、550 650m

22、s、600 700ms、750 850ms如上幾個(gè)時(shí)間段的激活水平具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。且右側(cè)杏仁核功能激活水平始終顯著高于左側(cè)杏仁核。已有研究20證實(shí)了情緒加工存在大腦兩半球的功能不對(duì)稱性。Dolan 等21研究表明,左側(cè)杏仁核參與情緒記憶的提取,右側(cè)杏仁核參與情緒記憶的形成,說明杏仁核參與情緒記憶不同階段是分離的。Glascher等22研究表示左右兩側(cè)的杏仁核都參與了對(duì)情緒刺激的加工,只是在不同的加工階段起作用。右側(cè)杏仁核更多涉及早期的整體喚醒,而左側(cè)杏仁核則參與更具體和持續(xù)的加工。Wager等20-23發(fā)現(xiàn)杏仁核功能側(cè)化偏向左側(cè),且與消極情緒高度相關(guān)。但該研究結(jié)果不支持“右腦為情緒優(yōu)勢(shì)半球”3

23、,“左半球與積極情緒有關(guān),右半球與消極情緒有關(guān)”24的理論假設(shè)。結(jié)合本研究結(jié)果,抑郁癥患者識(shí)別負(fù)性表情時(shí)表現(xiàn)出右側(cè)杏仁核過度激活程度明顯高于左側(cè),杏仁核功能側(cè)化偏向右側(cè)。其中300 400ms時(shí)間段激活強(qiáng)度最高,提示右側(cè)杏仁核在負(fù)性情緒加工中期功能明顯異常,可能提高了對(duì)于負(fù)性情緒識(shí)別的速度; 400 600ms與情緒記憶有關(guān)的時(shí)間段也存在明顯的激活,提示右側(cè)杏仁核對(duì)負(fù)性情緒的記憶形成敏感,同時(shí)也驗(yàn)證了“右腦為情緒優(yōu)勢(shì)半球”,“左半球與積極情緒有關(guān),右半球與消極情緒有關(guān)”等假設(shè)。綜上所述,杏仁核與情緒調(diào)節(jié)密切相關(guān),本課題組既往研究25已發(fā)現(xiàn)抑郁癥患者杏仁核功能異常,結(jié)合本研究結(jié)果,提示其異?？赡?/p>

24、導(dǎo)致對(duì)負(fù)性情緒識(shí)別、加工早中期的異常,提高對(duì)負(fù)性情緒刺激的敏感性及負(fù)性情緒的記憶提取的速度。杏仁核功能側(cè)化偏向右側(cè),可能對(duì)于負(fù)性情緒識(shí)別的速度有提高作用及增加了對(duì)負(fù)性情緒的記憶形成的敏感性。且杏仁核功能異?？赡軐?dǎo)致與周圍功能聯(lián)合性下降,進(jìn)而降低對(duì)情緒的認(rèn)知調(diào)控能力,增加了對(duì)負(fù)性刺激的加工和自我相關(guān)。所以,抑郁癥患者杏仁核,尤其右側(cè)杏仁核,與負(fù)性情緒刺激的加工密切相關(guān),可能誘發(fā)或加重抑郁癥患者的情緒障礙。但現(xiàn)在對(duì)于抑郁癥患者情緒障礙的研究仍有許多問題尚待解決,今后將繼續(xù)擴(kuò)大樣本量,對(duì)性別等因素分層,結(jié)合行為學(xué)技術(shù)、腦磁圖技術(shù)和ERF技術(shù),從多角度,來揭示抑郁癥情緒的腦生理機(jī)制和偏側(cè)化問題,為抑郁

25、癥的發(fā)病機(jī)制提供證據(jù)。參考文獻(xiàn):1Papez JWA proposed mechanism of emotion1937JJ Neuro-Psychiatry Clin Neurosci,1995,7:103-1122Maclean PDSome psychiatric implications of physiological studieson frontotemporal portion of limbic system(visceral brainJElectroencephalogr Clin Neurophysiol,1952,4:407-4183Borod JC,Cicero B

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27、 processing of facial expressionJNeuron,1996,17:875-8876杜經(jīng)綸,姚志劍,謝世平,等中國(guó)面部表情視頻系統(tǒng)的初步建立J中國(guó)心理衛(wèi)生雜志,2007,21:333-3377LeDoux JEEmotion:clues from the brainJAnnu Rev Psychol,1995,46:209-2358Globisch J,Hamm AO,Esteves F,et alFear appears fast:temporalcourse of startle reflex potential in animal fearful subjec

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