Molecular Psychiatry：重度抑郁症中神经元静息态波动与工作记忆诱导活动的异常关联
2024-07-28 xiongjy MedSci原创 发表于上海
研究表明，静息态活动与工作记忆任务活动之间存在显著相关性，特别是在默认模式网络和中央执行网络的核心区域。重度抑郁症患者在这些关系中表现出特定差异，尤其在左侧背外侧前额叶皮层和后扣带皮层。
重度抑郁症（MDD）与工作记忆（WM）任务期间的神经过程和表现缺陷密切相关。先前的研究多集中在基于任务的功能磁共振成像（fMRI），但近年来，静息态fMRI越来越受到关注，用以描述MDD相关症状背后的异常网络动态。静息态活动被认为是大脑功能组织特性的反映，这对执行认知任务的效率具有重要意义。然而，静息态特性与任务诱发活动之间的动态联系尚不清楚。因此，本研究旨在探讨静息态低频波动振幅（ALFF）与情绪n-back任务活动之间的关联。研究对象包括60名急性MDD患者和52名健康对照者（HC），均接受了fMRI扫描。
本研究整合了先前发表的不同数据集，包括在柏林自由大学招募的60名MDD患者和52名健康对照者。所有参与者首先进行了T1加权解剖扫描，接着进行了8-10分钟的静息态扫描，然后进行了12分钟的2-back任务，任务使用情绪或中性德语名词作为刺激。实验数据使用标准的SPM12和CONN工具箱进行预处理，包括运动校正、空间配准、分割和归一化处理。静息态数据的ALFF值通过对每个体素的低频（0.01-0.1 Hz）功率谱进行计算得出，并进行了群体比较。工作记忆任务数据使用高通滤波器处理，并通过固定效应GLM模型计算参与者的激活图。进一步分析了静息态与任务活动之间的关联，通过Pearson相关系数计算每个对应体素对的ALFF和WM（去）激活值的相关性。
图1：两组中显著的静息态与任务相关性
在两组中均发现多种区域内显著的静息态与任务关联，主要包括DMN和CEN的核心节点。特别地，在工作记忆任务显著激活的区域中，ALFF与任务激活呈正相关，而在任务显著去激活的区域中，ALFF与任务去激活呈负相关。
图 2：散点图展示了静息与任务关系的组间差异
MDD患者在双侧后顶叶皮层的WM诱导激活较强，而在左侧背外侧前额叶皮层的静息-任务相关性较弱。在DMN的枕叶/后扣带皮层中，MDD患者表现出更强的负相关性，表明更高的静息态活动需要更强的去激活来支持任务导向的注意力和认知处理。
本研究揭示了ALFF作为静息态活动指数与工作记忆任务活动之间的强相关性，尤其是在DMN和CEN的核心区域。这一特定的静息-任务关系模式支持了静息态参数编码大脑功能网络组织的重要理论，反映了对外部需求的神经反应和认知过程。MDD患者在这些关系中表现出的特定差异，特别是在左侧背外侧前额叶皮层和后扣带皮层，突显了静息态标志物在理解MDD患者认知功能缺陷和网络机制中的潜在价值。
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