首發(fā)抑郁癥患者詞語流暢性任務(wù)腦激活特征

宋小慧 喬勇軍 謝青 林國珍 史以玨 金海燕

抑郁癥是常見的精神障礙，以情緒低落、思維遲緩、認(rèn)知損害為主要臨床特征［1-2］，以注意力下降和執(zhí)行功能障礙為主要表現(xiàn)的認(rèn)知功能障礙［3］是導(dǎo)致患者社會功能障礙的主要原因之一，但其相關(guān)機制尚不明確，臨床缺乏客觀的生物學(xué)指標(biāo)［4-5］。功能性近紅外光譜成像（fNIRS）技術(shù)是一種非侵入性、功能性腦成像技術(shù)，通過檢測神經(jīng)活動過程中腦血流動力學(xué)變化，評估腦激活情況，近年逐漸應(yīng)用于抑郁癥的臨床研究［6］。詞語流暢性測驗（VFT）主要涉及記憶信息的提取速度和注意能量，可以有效激活額顳葉皮質(zhì)，廣泛應(yīng)用于包括抑郁癥在內(nèi)的精神病認(rèn)知功能障礙的臨床研究［7-8］。本研究采用fNIRS技術(shù)檢測抑郁癥患者執(zhí)行認(rèn)知任務(wù)時額顳葉皮質(zhì)激活特征，初步探討抑郁癥患者認(rèn)知功能障礙的可能機制。

資料與方法

一、臨床資料

1.納入標(biāo)準(zhǔn) （1）抑郁癥的診斷標(biāo)準(zhǔn)參照美國精神障礙診斷與統(tǒng)計手冊第5版（DSM-5）［9］，由至少1位主任醫(yī)師確診為首發(fā)抑郁癥。（2）右利手。（3）年齡14～60歲。（4）小學(xué)及以上受教育程度。（5）頭部MRI未見異常。

2.排除標(biāo)準(zhǔn) （1）嚴(yán)重神經(jīng)系統(tǒng)疾病或器質(zhì)性精神障礙。（2）嚴(yán)重軀體疾病或顱腦創(chuàng)傷。（3）雙相情感障礙（BAD）。（4）交流困難。（5）左利手。（6）妊娠期或哺乳期女性。（7）藥物或精神活性物質(zhì)依賴或酒精成癮。（8）因嚴(yán)重認(rèn)知功能障礙無法完成fNIRS檢查。

3.一般資料 （1）抑郁癥組：根據(jù)上述納入與排除標(biāo)準(zhǔn)，選擇2021年1-3月在上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院臨床心理科門診就診的抑郁癥患者共40例，男性9例，女性31例；年齡13～56歲，中位年齡28.50（17.00，34.25）歲；受教育程度7～19年，中位值15.50（11.50，16.75）年。（2）正常對照組：同期招募臨床心理科實習(xí)醫(yī)師和就診的排除精神病的志愿者共14例，男性6例，女性8例；年齡15～59歲，中位年齡29.50（19.75，52.25）歲；受教育程度為7～19年，中位值為16（12，16）年。兩組受試者一般資料比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05，表1），均衡可比。

二、研究方法

1.抑郁癥狀評估 采用Zung氏抑郁自評量表（SDS）評估受試者抑郁癥狀嚴(yán)重程度，包含4組共20項條目，每項條目分為沒有或很少時間、小部分時間、相當(dāng)多時間、絕大部分或全部時間共4級，正向評分題依次評分為粗分1～4、反向評分題依次評分為粗分4～1，總評分為80，并計算標(biāo)準(zhǔn)分，標(biāo)準(zhǔn)分=（總評分/80）×100，結(jié)果取整數(shù)部分，其范圍為25～100，評分＜53為無抑郁、53～62為輕度抑郁、63～72為中度抑郁、＞72為重度抑郁。

2.詞語流暢性測驗 檢查室內(nèi)保持安靜無嘈雜，受試者坐在有日光燈照明的房間內(nèi)，目視前方，集中注意力，頭部和身體保持不動，測試前以統(tǒng)一的指導(dǎo)語向受試者說明測試流程。測試過程分4個階段，共計160 s，第1階段為預(yù)掃描期，共10 s，受試者集中注意力，靜候測試的開始；第2階段為重復(fù)計數(shù)期，共30 s，受試者重復(fù)計數(shù)數(shù)字1～5；第3階段為組詞任務(wù)期，共60 s，機器語音提示3個簡單漢字（大、天、白），受試者分別以這3個字組詞，每個字20 s；第4階段為重復(fù)計數(shù)期，共70 s，受試者仍重復(fù)計數(shù)數(shù)字1～5［10］。第3階段組詞數(shù)計為詞語流暢性測驗結(jié)果。

3.fNIRS數(shù)據(jù)采集 采用日本Hitachi公司生產(chǎn)的ETG4100型近紅外光譜成像儀評估腦激活情況，共17個發(fā)射光極和16個接收光極，任何一對相鄰的發(fā)射光極和接收光極組成1個通道，共52個通道，光極間距為3 cm，采樣率為10 Hz，選擇3×11光極排列方式，參照國際10-20系統(tǒng)安置光極板，光極板覆蓋前額葉和雙側(cè)顳葉，其中，檢測通道CH 1-3、CH 11-14、CH 22-24、CH 32-35、CH 43-45覆蓋右側(cè)顳葉，CH 8-10、CH 18-21、CH 29-31、CH 39-42、CH 50-52覆蓋左側(cè)顳葉，CH 4-7、CH 15-17、CH 25-28、CH 36-38、CH 46-49覆蓋前額葉。測試過程囑受試者保持頭部固定，避免頻繁眨眼、咀嚼、過大張嘴等動作，發(fā)射光極發(fā)射波長為695和830 nm的近紅外光，接收光極根據(jù)Lambert-Beer定律將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，再通過成像系統(tǒng)處理即可獲得受試者執(zhí)行詞語流暢性任務(wù)時的大腦皮質(zhì)氧合血紅蛋白（HbO2）、脫氧血紅蛋白和總血紅蛋白表達(dá)變化。繪制氧合血紅蛋白濃度曲線并計算執(zhí)行詞語流暢性任務(wù)組詞任務(wù)期曲線下面積（AUC），即為積分值（mmol·mm），積分值越高、氧合血紅蛋白含量越高、認(rèn)知任務(wù)相關(guān)神經(jīng)活動越活躍。

4.統(tǒng)計分析方法 采用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析。計數(shù)資料以相對數(shù)構(gòu)成比（%）或率（%）表示，采用χ2檢驗。正態(tài)性檢驗采用Shapiro-Wilk檢驗，呈正態(tài)分布的計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，采用兩獨立樣本的t檢驗；呈非正態(tài)分布的計量資料以中位數(shù)和四分位數(shù)間距［M（P25，P75）］表示，采用Mann-WhitneyU檢驗。抑郁癥患者前額葉和雙側(cè)顳葉氧合血紅蛋白積分值與SDS評分的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析。以P≤0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

抑郁癥狀評估，抑郁癥組患者SDS評分平均為68.38±12.91，正常對照組為35.98±6.83，組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.000，表2）。執(zhí)行詞語流暢性任務(wù)時，抑郁癥組患者平均組詞數(shù)（11.27±4.35）個，正常對照組為（11.92±5.55）個，組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.655）；進(jìn)一步計算氧合血紅蛋白積分值，抑郁癥組患者前額葉（P=0.000）和雙側(cè)顳葉（P=0.000）積分值均低于正常對照組且差異有統(tǒng)計學(xué)意義（表2）。

Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示，抑郁癥患者SDS評分與雙側(cè)顳葉氧合血紅蛋白積分值呈負(fù)相關(guān)關(guān)系（r=-0.330，P=0.039），而與前額葉積分值無相關(guān)性（P=0.184，表3）。

表1 抑郁癥組與正常對照組受試者一般資料的比較Table 1. Comparison of clinical characteristics between depressive disorder group and control group

表2 抑郁癥組與正常對照組受試者SDS評分、組詞數(shù)、前額葉和雙側(cè)顳葉積分值的比較（±s）Table 2. Comparison of the SDS score,words number and the integral value of frontal lobe and bilateral temporal lobe between 2 groups(±s)

表2 抑郁癥組與正常對照組受試者SDS評分、組詞數(shù)、前額葉和雙側(cè)顳葉積分值的比較（±s）Table 2. Comparison of the SDS score,words number and the integral value of frontal lobe and bilateral temporal lobe between 2 groups(±s)

SDS，Zung's Self-Rating Depression Scale，Zung氏抑郁自評量表

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表3 抑郁癥患者SDS評分與前額葉和雙側(cè)顳葉氧合血紅蛋白積分值的Pearson相關(guān)分析Table 3. Correlation analysis for SDS score and HbO2 integral value of prefrontal lobe or bilateral temporal lobes in depressive disorder patients

討 論

認(rèn)知功能障礙是抑郁癥患者的主要臨床特征之一［11］，與額顳葉等腦區(qū)功能異常有關(guān)［12］，相關(guān)腦區(qū)血流動力學(xué)改變可以反映認(rèn)知功能的變化。詞語流暢性測驗作為一種認(rèn)知激活范式，是fNIRS檢查中常用的腦激活任務(wù)，中文版、日文版和英文版均證實其在抑郁癥的輔助診斷中具有較高的敏感性和特異性［13-15］。fNIRS技術(shù)可以檢測受試者執(zhí)行詞語流暢性任務(wù)時額顳葉皮質(zhì)血流動力學(xué)變化，即腦激活情況，額顳葉代表空間位置，氧合血紅蛋白積分值描述空間信息特征，重心值描述時間信息特征［6，16］。與fMRI相比較，fNIRS技術(shù)具有高生態(tài)效度、低噪音、高時間分辨率、對運動干擾不敏感等優(yōu)勢［16］。有研究者認(rèn)為，執(zhí)行認(rèn)知任務(wù)期間，相關(guān)腦區(qū)血紅蛋白表達(dá)變化可能是抑郁癥輔助診斷的潛在生物學(xué)標(biāo)記［17］。

本研究采用52通道fNIRS技術(shù)探討首發(fā)抑郁癥患者執(zhí)行詞語流暢性任務(wù)時前額葉和雙側(cè)顳葉腦血流動力學(xué)變化及腦激活特征，結(jié)果顯示，執(zhí)行詞語流暢性任務(wù)期間，抑郁癥患者前額葉和雙側(cè)顳葉腦激活程度明顯低于正常對照者，提示抑郁癥患者額顳葉功能下降，與既往研究結(jié)果相一致［7-8，18-19］，推測這可能是抑郁癥患者認(rèn)知功能障礙的神經(jīng)病理學(xué)基礎(chǔ)。Ho等［20］在2020年發(fā)表的系統(tǒng)綜述共納入64項臨床研究，發(fā)現(xiàn)與正常對照者相比，抑郁癥患者執(zhí)行認(rèn)知任務(wù)期間大腦皮質(zhì)血流動力學(xué)變化減弱。Husain等［21］對抑郁癥和邊緣型人格障礙（BPD）患者的研究顯示，與正常對照者相比，抑郁癥和邊緣型人格障礙患者認(rèn)知功能下降的同時，額顳頂葉皮質(zhì)血流動力學(xué)變化明顯減弱，且抑郁癥患者的皮質(zhì)功能損害更廣泛。

在本研究中，抑郁癥患者執(zhí)行詞語流暢性任務(wù)時組詞數(shù)與正常對照者無明顯差異，與既往研究結(jié)果相一致［18，22］，反映出抑郁癥患者認(rèn)知活動與腦激活非同步的現(xiàn)象。腦激活程度與認(rèn)知需求有關(guān)，組詞等簡單的認(rèn)知活動對腦激活的需求較低，因此推測，抑郁癥患者進(jìn)行不同難度的認(rèn)知活動，其相關(guān)腦區(qū)呈現(xiàn)出不同的血流動力學(xué)改變，這一結(jié)論尚待進(jìn)一步驗證。

本研究結(jié)果還顯示，執(zhí)行詞語流暢性任務(wù)期間，抑郁癥患者額顳葉皮質(zhì)血流動力學(xué)變化即腦激活程度與抑郁程度具有相關(guān)性，SDS評分與雙側(cè)顳葉氧合血紅蛋白積分值呈負(fù)相關(guān)，提示抑郁程度越嚴(yán)重、雙側(cè)顳葉氧合血紅蛋白含量越低、腦激活程度越低，可能與抑郁癥患者認(rèn)知功能障礙相關(guān)；而SDS評分與前額葉氧合血紅蛋白積分值無明顯相關(guān)性，與既往研究結(jié)果不符。Kawano等［23］的研究顯示，包括抑郁癥、精神分裂癥、雙相情感障礙、強迫癥和驚恐障礙在內(nèi)的精神障礙患者執(zhí)行詞語流暢性任務(wù)時，額葉皮質(zhì)激活程度與抑郁程度呈負(fù)相關(guān)。Noda等［24］也認(rèn)為，抑郁癥患者執(zhí)行詞語流暢性任務(wù)時，右側(cè)額顳葉激活程度與抑郁程度相關(guān)。上述研究結(jié)果不一致可能是由于抑郁癥患者存在癥狀異質(zhì)性，不同癥候群影響皮質(zhì)激活的區(qū)域不同，涉及多個腦區(qū)［18，25］；大多數(shù)研究并未進(jìn)行抑郁癥狀的維度劃分，亦未對額顳葉皮質(zhì)進(jìn)行更精細(xì)的功能分區(qū)，均可能導(dǎo)致研究結(jié)果不一致，進(jìn)一步研究應(yīng)考慮抑郁癥狀的復(fù)雜性。

本研究是對首發(fā)抑郁癥患者執(zhí)行認(rèn)知任務(wù)時腦激活特征的初步探討，鑒于臨床應(yīng)用的便捷性，僅基于國際10-20系統(tǒng)進(jìn)行定位，受受試者頭圍大小的影響，每個通道所對應(yīng)的皮質(zhì)位置可能存在差異，進(jìn)而影響研究結(jié)果的一致性，后續(xù)研究將采用更精確的導(dǎo)航定位系統(tǒng)，將目標(biāo)腦區(qū)縮小至更精確的功能分區(qū)，以探討不同認(rèn)知域損害時腦激活特征。本研究采用的SDS量表為自評量表，具有一定的局限性，如主觀性較強，受教育程度較低者無法自評等，但既往研究顯示，SDS量表評估抑郁程度具有較好的信度和效度，適用于綜合醫(yī)院抑郁癥患者的自評［26-27］，因此本研究仍具有科學(xué)價值，后續(xù)研究將引進(jìn)他評量表的評估。本研究樣本量相對較少，僅呈現(xiàn)氧合血紅蛋白積分值這一空間特征，并未對描述時間特征的重心值進(jìn)行分析，也是局限性所在。本研究采用的詞語流暢性任務(wù)是參照日本多中心臨床試驗采取的任務(wù)范式［8］，僅涉及認(rèn)知功能中的執(zhí)行功能，無法反應(yīng)抑郁癥患者的認(rèn)知功能全貌。抑郁癥是異質(zhì)性精神病，其認(rèn)知功能障礙的評估方法和內(nèi)容一直存有較大分歧，迄今尚無公認(rèn)的評估量表，理想狀態(tài)是進(jìn)行多維度認(rèn)知功能評估。后續(xù)尚待進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量，完善評估量表及空間和時間特征評估指標(biāo)，為抑郁癥認(rèn)知功能障礙研究提供更強有力的證據(jù)。

利益沖突無