重度抑郁症,简称抑郁症,是一种以抑郁情绪和认知功能受损为主要临床症状的情感障碍。抑郁症造成的社会负担日益增加,并且其临床治疗效果欠佳,使得早期诊断和预防来降低抑郁的发病率成为当前亟待解决的科学问题。探索抑郁症的发病机制,并识别能够预测抑郁发展进程的生物标记物对抑郁症的早期诊断和预防具有重大意义。研究表明抑郁症患者中大脑神经系统网络内信息处理出现功能障碍,基于磁共振成像的脑网络连接分析技术能够从不同层面刻画大脑区域间的信息传输和交流,有潜力揭示抑郁的发病机理,并指导早期诊断和预防。目前针对抑郁症脑连接机制的探究虽有初步进展,但其临床转化能力有限,并且研究主要集中在临床期患者,使得从疾病的预测因素中分离出由疾病引起的影响受到限制。神经质和外倾性人格与抑郁关系密切,特别是神经质与负性偏向的情绪和认知有关,属于抑郁的风险因素,与抑郁症具有相似的遗传基础,影响抑郁的发病。因此,本文采用多模态脑网络连接分析技术,从抑郁障碍(研究内容1-2),神经质和外倾性人格(研究内容3-4),以及结合神经质和抑郁障碍(研究内容5)三个方面探索抑郁发展轨迹中的关键神经环路机制,力图分离出抑郁症预防和治疗策略的生物标记物。主要研究内容如下:1.右侧前脑岛负责整合认知和情绪过程,采用动态连接分析探究抑郁症患者的背侧和腹侧前脑岛动态脑连接的异常情况,并进一步探索了能够区分具有相似临床症状的抑郁症和双相抑郁的生物学标记物。结果显示,抑郁症和双相抑郁患者中腹侧前脑岛与腹外侧前额叶的动态连接降低,表明该变化可能是抑郁发作的状态特征。此外,抑郁症患者中腹侧前脑岛与默认网络和执行控制网络的动态连接升高,而双相抑郁患者中背侧前脑岛与感觉皮层区域的动态连接升高。背侧和腹侧前脑岛的动态连接异常在抑郁症和双相抑郁中的特异性表现说明二者具有不同的病理机制,这有助于临床上区分这两种情感障碍。2.结合静态和动态功能连接强度分析方法在全脑范围内探究抑郁症的脑连接模式,并进一步建立抑郁症和双相抑郁的临床分类和临床症状预测模型。发现抑郁症患者中默认网络的静态连接强度和感觉运动网络的动态连接强度升高;双相抑郁患者中内侧眶额叶的静态连接强度降低,而尾状核的静态连接强度升高,丘脑的静态和动态连接强度升高。结合静态和动态连接不仅能够提高疾病的分类准确率,还可以预测抑郁症患者的负性情绪和双相抑郁患者的快感缺失症状。该研究表明抑郁症中异常的默认网络和感觉运动网络和双相抑郁中异常的额叶-纹状体-丘脑的连接可能是临床上区分两种情感障碍的潜在生物标记物,为情感障碍的发病机制提供新的启示。3.聚焦在抑郁症的认知情绪紊乱中起重要作用的前额叶皮层,采用功能连接和基于皮层厚度的结构协变连接在健康被试中探究前额叶的脑连接与神经质和外倾性个体差异间的关系。结果显示神经质和外倾性具有不同的神经网络机制,神经质与涉及情绪调节的脑网络的相关可能解释了神经质情绪稳定性的个体差异,而外倾性与涉及社会认知的脑网络的关系或许解释了外倾性的社会属性。这些发现为阐明神经质和外倾性人格与抑郁的关系提供了新的证据,前额叶皮层的脑连接变化可能与抑郁的发病有关。4.探究情绪处理核心区域—杏仁核的脑连接在抑郁症的发展进程中的作用。针对抑郁的易感因素,采用效应连接和白质纤维连接分析方法探究健康被试的杏仁核的脑连接与神经质和外倾性的关系。结果显示,与低神经质个体相比,高神经质个体中杏仁核对背外侧前额叶的影响升高以及楔前叶对杏仁核的作用降低,可能反映了其对情绪调节的次优能力以及负性偏向的认知加工过程。相比内向者,外向者中枕下回对杏仁核的作用升高可能有助于解释其灵活的社交互动能力。结果未发现杏仁核的纤维连接与神经质和外倾性的显著相关关系。本研究表明杏仁核的连接改变可能是增加抑郁风险的重要神经生物学机制。5.基于抑郁症及其易感因素的研究结果,采用静息态功能连接分析探索由前额叶皮层和边缘系统等脑区组成的认知情绪调节系统在抑郁高风险被试(高神经质水平)和抑郁症患者中的连接变化情况。抑郁症患者的默认网络连接升高,参与情绪调节的内侧眶额叶与海马,以及楔前叶与颞极的连接降低,这些异常连接在高风险被试中就已经显现,暗示了这些连接在抑郁发展进程中的重要性。此外,涉及记忆的楔前叶与额下回以及海马的连接在抑郁症患者中降低,而在高风险被试中有升高的趋势,表明该连接异常可能是抑郁发病造成的,同时也反映了高风险个体针对抑郁发展的神经适应性。本研究发现超越了以往的行为学指标,为临床上有效地甄别抑郁症的高风险人群,以及抑郁症的早期预防和干预提供了重要的参考依据。