基于静息态fMRI探讨经皮耳迷走神经刺激对抑郁症患者的影响

Original 点击蓝字加关注中国针灸杂志 2023-07-09

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引用格式：马跃,郭春蕾,孙继飞,高山山,罗屹,陈庆燕,洪洋,张磊,曹久冬,肖雪,荣培晶,方继良.基于静息态fMRI探讨经皮耳迷走神经刺激对抑郁症患者相关脑区功能连接的影响[J].中国针灸,2023,43(4):367-373.

抑郁症（DD）是一种情感障碍性疾病，以显著而持久的情绪低落、认知障碍和思维迟缓等为主要临床表现。脑神经影像研究发现，DD患者大脑皮层和海马区域发生广泛的萎缩，进而导致认知功能减退，额中回、颞上回、海马的神经元低水平表达也与认知功能障碍有关。

朱兵等发现迷走神经耳支在体表唯一的分布区位于耳甲区，与中医耳穴脏腑相关穴区如心、肾位置重叠。既往研究也表明，耳穴针刺可以通过刺激迷走神经调整神经内分泌、下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴、耳穴区生物电等作用缓解抑郁、焦虑状态。本课题组前期研究发现，经皮耳迷走神经刺激（taVNS）对DD临床治疗有效，其即刻脑效应机制可能与调制脑默认模式网络（DMN）密切相关，但DD发生认知功能障碍的机制尚未完全明确。静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）作为一种具有无创、精确等优点的新兴技术，被广泛应用于探讨DD与认知障碍的神经生物学机制研究中。度中心度（DC）又称为功能连接强度，可反映节点或脑区在全脑功能网络内的重要性。

前言

目的：基于静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）技术探讨经皮耳迷走神经刺激（taVNS）治疗抑郁症（DD）的脑效应机制及其与认知功能的相关性。

方法：纳入32例DD患者为抑郁组，32例健康受试者作为健康组。抑郁组予双侧耳穴心、肾taVNS治疗，选用疏密波，频率4Hz/20Hz，电流强度≤20mA，以患者耐受为度，每次30min，每天2次，共治疗8周。于基线期及治疗8周后，两组均行rs-fMRI扫描。观察健康组基线期和抑郁组治疗前后汉密尔顿抑郁量表（HAMD）、汉密尔顿焦虑量表（HAMA）及威斯康星卡片分类测验（WCST）评分。观察两组间及抑郁组治疗前后差异的脑区，并获得fMRI度中心度（DC）值，将DC值与HAMD、HAMA及WCST评分做相关性分析。

结果：抑郁组治疗前HAMD、HAMA评分高于健康组（P＜0.05），抑郁组治疗后HAMD、HAMA评分低于治疗前（P＜0.05），WCST总应答数、错误应答数、持续错误数评分低于治疗前（P＜0.05）。左侧颞下回、左侧小脑脚1区、左侧岛叶、右侧壳核、双侧辅助运动区、右侧额中回为差异显著的脑区。治疗后，抑郁组患者左侧辅助运动区DC值与HAMD、HAMA评分呈负相关（r=-0.324，P=0.012；r=-0.310，P=0.015）；左侧小脑脚1区DC值与WCST总应答数评分呈负相关（r=-0.322，P=0.013）；左侧岛叶DC值与WCST总应答数评分呈正相关（r=0.271，P=0.036）。

结论：taVNS具有调节部分脑区功能活动强度的作用，从而有效缓解抑郁症状、改善认知功能。

讨论

本研究结果表明，抑郁组治疗前WCST总应答数、错误应答数、持续应答数、持续错误数评分高于健康组，提示抑郁组患者存在认知功能障碍。与健康组比较，抑郁组治疗前DC值在左侧辅助运动区、左侧岛叶及右侧壳核显著增加，在左侧小脑脚1区、右侧辅助运动区、左侧颞下回及右侧额中回降低，taVNS治疗8周后左侧岛叶、左侧辅助运动区、右侧壳核DC值显著降低，左侧小脑脚1区、右侧辅助运动区、左侧颞下回、右侧额中回DC值升高。相关性分析显示，治疗后左侧辅助运动区DC值与HAMD、HAMA评分呈负相关，左侧小脑脚1区DC值与WCST总应答数评分呈负相关，而左侧岛叶DC值与WCST总应答数评分呈正相关。辅助运动区是参与认知训练、动作规划、学习的认知执行控制网络（CCN），是运动与认知关系的重要区域。岛叶是突显网络（SN）的主要节点，承担着大脑认知过程，并参与情绪处理，其中包括响应选择、选择性注意和环境信息，以及在SN调控负面情绪和认知偏差时对其进行补偿调节。本研究中抑郁组左侧岛叶DC值高于健康组，考虑为岛叶功能连接强度异常引起的代偿性升高，治疗后左侧岛叶DC值下降，与健康组比较差异无统计学意义。内侧颞叶、额中回属于默认模式网络（DMN）的重要节点，在行为、认知、情绪调节等方面起着综合作用。陈诚等发现首发DD患者双侧额中回及双侧颞上回静息态镜像同伦功能连接（VMHC）明显下降且与认知功能损害密切相关。Diaconescu等发现DD认知缺陷与背外侧前额叶皮质具有相关性。本团队既往研究也发现，DD患者在额中回DC值较高，与本研究结果一致。壳核作为背侧纹状体一部分，与情绪、认知过程和运动调节有关，对有目的行为的认知规划有重要作用。DD患者的脑区功能活动是异常的，认知功能异常涉及的脑区主要包括辅助运动区、岛叶、壳核、颞下回及额中回等，涉及DMN、CCN、SN，是DD的主要疾病机制和伴有认知功能下降的因素，与自身负面情绪的产生、认知偏差、思维反刍、记忆减退等有关。taVNS可以通过调节以上脑区的相关网络连接，改善情感认知能力，而网络间的任务需要进行有效的转换，有助于形成更好的执行功能表现。

WSCT反映大脑执行功能，持续错误数增加说明额叶执行抑制功能不足，DD患者在反复的负性情绪刺激后，按照固有思维中的某种分类方式进行分类，另外DD患者岛叶和小脑的DC异常改变与执行功能密切相关，显示出对行为冲动缺乏抑制，可客观反映DD患者疾病的严重程度和认知功能的改变程度，小脑在将感知、认知、情感、行为等信息结合起来中发挥着关键的作用。本研究发现，抑郁组患者治疗后错误应答数和持续错误数明显减少，表明DD患者对未知情况的预判能力有所提高，大脑可以通过代偿来减轻认知功能的损害，但过于严重的抑郁程度会导致失代偿状态的出现，注意力的控制能力也会随之下降，taVNS刺激可能推动负性情绪相关症状改善，甚至可能进一步改善DD认知功能。

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