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研究文章 | 抑郁症中海马-杏仁核复合体结构协变网络的拓扑学特征改变

张帘青 精神影像学 2023-05-13


2022年12月,四川大学华西医院放射科与华东师范大学心理与认知科学学院团队在 Psychoradiology 上联合发表题为 “Structural covariance network of the hippocampus-amygdala complex in medication-naïve patients with first-episode major depressive disorder” 的文章。该研究首次使用结构协变网络结合图论分析,探究抑郁症患者海马-杏仁核复合体局部结构协变网络特征的变化,推进了海马-杏仁核复合体在抑郁症神经病理学模型中作用的研究。



引用信息

Lianqing Zhang, Xinyue Hu, Yongbo Hu, Mengyue Tang, Hui Qiu, Ziyu Zhu, Yingxue Gao, Hailong Li, Weihong Kuang, Weidong Ji (2022) Structural covariance network of the hippocampus–amygdala complex in medication-naïve patients with first-episode major depressive disorder, Psychoradiology 2(4):190–198, https://doi.org/10.1093/psyrad/kkac023


文章简介

重度抑郁症是目前发病率最高、影响最大的情感障碍之一,以情绪低落、兴趣减退、认知功能受损及植物神经症状为主要临床特征。近几十年来积累的精神影像学证据强调了海马和杏仁核在抑郁症的神经病理学模型中的重要性。
海马和杏仁核互相之间联系紧密,常被称为海马-杏仁核复合体,共同完成一系列情感记忆功能。而海马、杏仁核可根据细胞结构、功能特点进一步分为多个亚区,彼此之间相互连接、协作完成复杂的认知功能(图1)。因此,近年来大量研究深入到亚区层面,发现抑郁相关的海马、杏仁核亚区结构异常并非单个亚区的改变,而是涉及多个亚区不均匀的异常变化。然而,目前尚无研究讨论多个海马/杏仁核亚区的结构变化是否在更高维度上具有一定的规律。

图1 海马、杏仁核亚区分割及解剖位置示意图


为解决这一问题,本文作者创新性地引入结构协变网络分析法,用于研究海马-杏仁核复合体局部网络的拓扑学属性及其在抑郁症患者中的异常。结构协变网络分析法已在大脑皮层结构研究中得到了较为广泛的应用,但尚无应用于抑郁症海马-杏仁核复合体局部结构网络的研究,本研究尚属首例。
研究发现,首次发作、未用药的抑郁症患者海马-杏仁核复合体结构协变网络的拓扑学属性与健康对照相比具有显著异常,主要体现在全局特征路径长度减低、模块化指数减低、小世界属性减低,提示抑郁症患者海马-杏仁核复合体网络整合度更高,网络内结构更简单(图2)。同时,与既往抑郁症全脑的结构协变网络研究结果相比,海马-杏仁核复合体网络的拓扑学异常模式与全脑网络相比存在明显差异,更强调了局部网络研究的价值。

图2 抑郁症患者对比健康对照组存在海马-杏仁核复合体全局特征路径长度减低、模块化指数减低、小世界属性减低。


文章进一步讨论了海马、杏仁核各亚区作为节点的网络内属性,发现左侧海马尾、左侧杏仁核各亚区的节点属性与其他亚区显著不同,提示这些亚区在海马-杏仁核网络属性异常中具有关键作用。
综上所述,本文报导了首次发作、未经治疗的抑郁症患者海马-杏仁核复合体结构协变网络的拓扑学属性异常,提示既往研究报导的海马、杏仁核多亚区结构改变可能受相关生物学、环境因素共同影响并表现出网络特征。该研究结果为抑郁症的病理生理学机制研究提供了新思路,同时在未来研究中有望作为诊断、指导治疗方案选择的影像学标记物。


 •  作者介绍

      华东师范大学心理与认知科学学院季卫东教授、四川大学华西医院精神科况伟宏教授为本文的共同通讯作者,四川大学华西医院放射科助理研究员张帘青、胡馨月为本文的共同第一作者。该研究获得上海市科技计划项目(20dz2260300)和中央高校基本科研业务费专项资金、四川大学华西医院学科卓越发展1·3·5工程项目资助(ZYJC21041)。


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