抑郁症是由多种因素导致的心境障碍性疾病，严重困扰患者的日常生活、学习和工作，给家庭和社会带来沉重的负担^[1]，因其高发病率而越来越受到人们关注。既往认为抑郁症主要是脑神经递质异常所致，而其诊断主要依赖临床症状的分析及心理学评估。随着功能影像学的不断发展，功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)逐渐被大家认可，尤其是静息态脑功能活动假说的提出，fMRI可以无创观察局部脑组织血氧水平依赖（blood oxygen level dependent, BOLD）信号变化。

       静息态功能磁共振具有时间、空间分辨率高及可重复性等特点，无需实施特定任务，可缩短检查时间，提高患者的依从性，具有较好的临床应用价值。本研究与传统数理模型分析法不同之处在于，静息态能将脑功能区活度信息化，更直观地显示研究结构与功能的变化关系^[2]。低频振幅（amplitude of low frequence fluctuation, ALFF）算法研究大脑在静息状态下BOLD信号改变，是一种数据驱动的分析方法，是针对脑BOLD信号活动的局部特性进行振幅分析的一种方法。ALFF原理是使用快速傅里叶变换算法将时域信号转化到频域得到功率谱，功率谱的平方根就是ALFF值。被认为能直接反映神经元的自发活动，避免了假设驱动算法下的误差影响，可以直接判断活动异常的脑区。

       本研究就是应用ALFF方法从群体水平分析探讨脑功能活动，对抑郁症进行研究，以期寻找抑郁症的特定生物学标志及可能的病理生理机制，选择更有针对性、更有价值的方法来进行诊断及准确定位。

1　材料与方法

1.1　研究对象

1.1.1　抑郁症组

       选自2011年9月至2014年1月就诊于内蒙古医科大学附属医院及内蒙古精神卫生中心的首发抑郁症患者30例，年龄18~ 70岁。所有患者均由2名经过严格培训并具有丰富临床经验的精神及神经科医师确诊^[3]。

       入组标准：(1)符合美国精神障碍诊断与统计手册第4版（DSM-Ⅳ）抑郁症的诊断标准；(2)符合汉密尔顿抑郁量表（HAMD-17)评分≥17分。右利手，符合中国人利手量表(CHPQ）标准；(3)首次抑郁发作。

       排除标准：(1)由其它器质性病变或药物引起的继发性抑郁症；(2)罹患严重的躯体疾病或神经系统疾病；(3)接受过药物（抗精神病、抗抑郁药物)及电休克治疗；(4)有磁共振检查禁忌证。

1.1.2　对照组

       选自临床招募的健康志愿者及本院职工。年龄18~ 70岁。入组标准：年龄、性别、利手及受教育程度与抑郁症组匹配。排除标准：有明确精神系统疾病家族史的；受过严重头部外伤；扫描前两周内患任何疾病或服用任何药物；有磁共振检查禁忌症。所有受试者自愿参加并签署知情同意书。

1.2　MRI检查

       使用美国GE公司3.0 T Signa HDx超导型MR扫描仪，以8NV-Head线圈作为发射和接受线圈。所有受试者均行常规平扫T1加权成像(T1WI)、T1-3D BRAVO序列及静息态BOLD扫描。固定受试者头部以减少主动及被动运动，受试者清醒，嘱咐其闭眼，尽量不行自主思维活动，不执行任何特定的认知任务。

       扫描参数：(1)T1WI扫描参数：采用反转恢复(T1flair）序列，重复时间（TR)2825 ms，回波时间(TE)24 ms，层厚5 mm，间隔1.5 mm。(2)T1-3D BRAVO序列参数：重复时间(TR)7.8 ms，回波时间（TE)3.0 ms，层厚1 mm，间隔0 mm，NEX：0.5。从右向左采集，扫描全脑，层数为176层。(3)静息态BOLD扫描，采用梯度回波-回波平面成像(GRE-EPI)序列采集，参数：重复时间(TR)2000 ms，回波时间（TE)30 ms，层厚4 mm，间隔0 mm，扫描全脑，层数：38，采集256个时间点，共获得9728幅图像。

1.3　数据预处理

       本试验原始数据均采用DPARSFA软件包进行预处理，包括时间、头动校正、空间标准化，去线性漂移。为排除扫描开始时受试者的不适应及磁场不均匀性等对结果的影响，对频率在0.01~ 0.08 Hz范围内的信号进行提取，排除低频线性漂移及高频呼吸与心跳噪声的影响。

       使用REST软件(V1.8)做ALFF处理，从能量角度反映各个体素在静息状态下自发活动水平的高低，保留低频段0.01~ 0.08 Hz内所有频率点上的BOLD信号，将这些数据进行傅立叶变换等计算可得到该信号的振荡幅度^[4]，进行统计分析。

       使用SPM8软件进行统计分析。对抑郁症组和对照组ALFF图分别进行组内及组间t检验（组内用单样本t检验得到每一组人在静息状态下大脑ALFF图，组间用两独立样本t检验得到两组被试ALFF图的统计差异），对比设P<0.001，体素范围(K值)>10时具有统计学意义。

2　结果

2.1　ALFF组间分析

       抑郁症组与正常对照组ALFF图的组间分析结果见图1。结果表明：患者组大脑的双侧部分额叶、颞叶、扣带回及右侧角回区域ALFF值较正常对照组增高(P<0.001，未校正)；而在双侧内侧前额叶、楔叶、楔前叶、小脑半球的ALFF值较正常对照组显著降低(P<0.001，未校正）。各脑区位置及t值大小见表1、表2。

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图1  抑郁症组与正常对照组相比，ALFF值升高及降低的脑区（双样本t检验，红色代表患者相比正常人ALFF值增强的区域，蓝色代表降低的区域。R：右侧，L：左侧)
Fig. 1  ALFF value of areas increased or decreased when the depression group compared with the control group(a two-sample t-test, red represents areas of patients that ALFF values is increased compared with normal, blue represents areas of patients that ALFF values is reduced. R-right side, L-left side).

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表1  抑郁症组较正常对照组ALFF增强的脑区
Tab. 1  Enhanced areas of the depression group compared with the control group

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表2  抑郁症组较正常对照组ALFF降低的脑区
Tab. 2  Decreased areas of the depression group compared with the control group

3　讨论

3.1　静息态功能磁共振研究分析

       近年来静息态功能磁共振成像专注于先验皮层和皮层下感兴趣区低频振幅和功能连接数据分析，发现有些症状的水平超出了症状影响程度。一般的痛苦和焦虑觉醒的具体尺度和抑郁症诊断及信号幅度或功能连接差异的解释存在特殊关系。使用静息态功能磁共振成像得出，仅一个概念模型（即明确诊断或症状维度）提供精神病理学不能完全映射到神经生物学。相反，数据支撑与神经模式模型最能捕捉焦虑和抑郁患者的异常^[5]。

3.2　研究结果分析

       额叶是大脑最重要的脑区，存在广泛的神经联系。前额叶是额叶前部与丘脑背内侧核共同构成察觉系统，是精神活动的最主要场所。本研究发现前额叶ALFF激活减低，说明情绪执行控制脑区减弱，这与孙军等^[6]基于ALFF的BOLD信号研究发现相似，其研究发现抑郁患者ALFF减低的区域主要在右侧前额叶腹内侧皮层、双侧前额叶背外侧皮层、右侧眶额叶等脑区，其原因可能在抑郁发作前只表现为与周围神经元的功能协调性下降，抑郁发作后逐渐出现局部振幅的降低。本研究亦发现扣带回ALFF值增高，扣带回皮质是默认网络的重要组成部分，参与多种认知和情绪功能的整合过程^[7]。抑郁症患者额叶皮层活动的增强可能与患者在静息态时仍存在强烈的情绪加工、自我意识、内省等活动有关，抑郁症患者或许会调动强烈的情感处理及维持认知表现能力。

       颞叶功能主要是负责感知信息的加工，包括视觉、听觉相关的言语理解、记忆、面部感知等^[7,8]。患者双侧颞上回、颞中回ALFF值增高。颞上回是主要的听觉中枢，损伤时会出现听觉性失语^[9]。颞中回与运动相关的视觉刺激有关，参与距离辨别、熟悉面孔识别和句意理解等功能^[10]。而当这些功能脑区功能异常时，可能会引起听觉、语义、记忆和精神障碍。颞叶脑功能正常运行是执行社会功能正常的保证。

       本研究亦发现抑郁症患者右角回ALFF值增高，双侧楔叶、楔前叶、双侧小脑半球ALFF值减低。楔前叶主要与情景记忆和自我相关信息处理功能有关。Wang等^[11]运用低频振幅法（ALFF)对首发抑郁症患者进行研究，发现抑郁症组双侧顶下小叶的ALFF值降低，而显著降低区域为左背外侧前额叶皮层、右侧顶下小叶。角回的功能与一系列的语言和认知功能有关，参与了视听觉信息输入的加工、语言的理解^[12]。角回功能的多样性，可能说明角回与多维度的抑郁症状相关。而既往关注该区域的抑郁症研究较少，还需进一步研究探索。因小脑解剖位置关系，其与前额叶皮质及边缘系统有功能连接^[13]，而这些部位正是通常认为的与认知、情绪有关的脑区。因此认为小脑在认知整合过程中起到了重要的作用。

       Jie等^[14]研究发现抑郁症患者与正常对照相比，抑郁症患者表现出额叶皮层（包括双边腹侧／背侧前扣带回皮层、眶额皮层、运动前区、腹前额叶皮层、左背外侧额叶皮层、左侧额皮层）、基底神经节（包括右壳核和左尾状核）、左侧岛叶、右前内嗅皮质和左下顶叶皮质及右颞皮层ALFF值下降。这些发现可能与抑郁症患者在认知控制情绪处理的特性，如过度自我参照加工和缺陷，其可有助于该病症持续特性的解释。

4　结论

       ALFF是一种不依赖外在信息的静息态数据分析方法，直接反映抑郁症患者情绪异常引起的BOLD信号代谢改变的特征。振幅增高及降低脑区可能反映了抑郁症中多个情感和认知相关的网络异常。这些脑功能改变可能有助于进一步理解抑郁症脑功能相关的网络失衡机制，探索抑郁症的病理生理机制。综合以上研究结果不难看出，目前抑郁症脑功能区域的研究结果并不完全一致，而哪些变化具有特质性，哪些又是状态性的，目前也尚不完全明确。本研究在研究方案的设计、患者入组方面存在欠缺，因而需要今后进一步深入研究，在研究设计中细化抑郁症，为这一类异质性疾病病因及机制找到更多新的证据。随着神经影像学技术的发展及研究的不断深入，笔者将获得更多关于各脑区精细分工及高级整合之间相互关系的详细信息，使得MRI功能成像对抑郁症病人脑功能异常区域进行更精准的定位，为将来寻找到抑郁症可能的生物学标记和内表型提供依据。