男性抑郁症患者面部表情情绪偏向性的脑成像研究

男性抑郁症患者面部表情情绪偏向性的脑成像研究

面部表情作为人类的非语言特征，反映了不同个体的情绪状态。然而抑郁症患者存在不同程度的情绪障碍,是其临床核心症状之一,Beck在1976提出抑郁症患者存在负性认知模式,倾向于将正性和中性情绪内容识别为负性刺激,因此容易对自我、他人以及整个世界产生负性评价。Lee及Hofer研究均显示情绪识别的神经基础存在性别差异,但这种负性认知及性别差异产生的神经基础尚不明确,故本研究旨在通过功能核磁共振技术(FunctionalMagneticResonanceImaging,fMRI)探讨男性抑郁症患者识别动态面部表情情绪偏向性的神经基础。1对象和方法1.1抑郁症患者一般资料及评估方法抑郁症患者组:男性12例,均来自南京医科大学附属脑科医院住院病人。入组标准:(1)符合中国精神疾病诊断与分类标准第三版(CCMD-3)单相抑郁症诊断标准,同时符合美国精神障碍诊断与统计学手册第四版(DSM-IV)重性抑郁诊断标准;(2)24项Hamilton抑郁量表评分>35分,平均46±8分;(3)12例受试者病程0.25±22年,平均6.31±8.78年;发作次数1-3次,主要采用选择性5-羟色胺再摄取抑制剂抗抑郁治疗,入组前至少有2周的清洗期。受试者年龄24-55岁,平均年龄43±11岁,受教育程度8-15年,平均受教育程度12±2年。为保证一致性,所有入组评定均由1名精神科副主任医师于扫描当天完成。正常对照组:与抑郁症患者年龄、教育程度相匹配的男性健康志愿者12名,配对受试者两者之间年龄相差±2岁,受教育程度±2年。无精神疾病家族史,精神卫生筛选表及神经症筛选表排除个人精神疾病史,扫描前通过焦虑自评量表及抑郁自评量表排除焦虑及抑郁情绪状态。受试者年龄24-54岁,平均年龄43±11岁,与抑郁症组配对t检验无显著性差异(t=0.038,P=0.970);受教育程度8-17年,平均受教育程度12±3年,与患者组无显著性差异(t=0.076,P=0.940)。所有受试者均为右利手,排除神经系统和其他精神障碍性疾病、严重躯体疾病、药物和/或酒精依赖者。本研究获南京医科大学医学伦理会批准,实验前告知实验内容,并由本人或家属签署知情同意书。1.2方法1.2.1图像片段选取本实验共包括100个视频片断,其中愉悦、悲伤、咀嚼、中性及十字架等各20个。除十字架外,每种表情视频片断男女各10个。视频片断均选自中国面部表情视频系统(ChineseFacialExpressionVideoSystem,CFEVS)。为消除预期效应,通过视频软件Uleadvideostudio9.0把3秒表情片断与灰屏片段合成为3.5s、4s及4.5s的片断,后加工为6分39秒的短片作为最终刺激材料。1.2.2视觉片的看通过投影仪把视频投在机房内的屏幕上,受试者入仓后通过头上方的反光镜观看屏幕上的视频片断。受试者双眼与屏幕的距离固定。视频片断在屏幕上的位置固定,大小以受试者能舒适的看全表演者的面部为准。1.3扫描过程及要求采取事件相关设计方案,长度不同的表情视频片断交替出现,以排除预期效应。扫描前,固定受试者头部,以耳塞减少噪音。扫描过程中要求受试者尽快判断该表情视频是在表达情感(食指按A键)还是没有表达情感(中指按B键)。所有受试者均用右手按键,扫描前均经过按键训练,食指按键或中指按键在受试者之间予以均衡。1.4像、质、形、网、像、书、像和背景信息采用事件相关设计fMRI扫描序列(GE公司Signa115T全身核磁共振成像系统)采集血氧水平依赖(BloodOxygenationLevel2dependent,BOLD)信号。①轴位定位像:采用T1加权像无间距扫描,平行于前后联合连线,层厚4mm,脉冲重复时间(TR)=2000ms,回波时间(TE)=7.3ms,矩阵=256×160,共27层,平面象素(FOV)=240㎜×240㎜;②BOLD数据采集:根据核磁共振仪的实时功能成像程序(real-timeimagingprocessing,RTIP)采集方式,采用梯度回波-回波平面成像(Gradient-RecalledEcho-PlanarImaging,GRE-EPI)序列采集,TR=3000ms,TE=40ms,矩阵=64×64,共27层,FOV=240㎜×240㎜,层厚=4㎜。功能成像扫描共产生3591幅EPI图像。1.5磁共振数据处理1.6像素阈值采用两组间配对t检验,设定P<0.001,不校正,像素阈值>10;将激活显著脑区的MNI坐标转换为Talairach坐标,查看激活脑区的解剖位置。2活动降低脑区脑区比回与正常对照相比,抑郁症患者识别喜悦情感(识别喜悦表情-识别中性表情)时活动增高的脑区有右枕中回、左额中回、左顶下小叶(缘上回)、左中央前回、左中央后回,而活动降低的脑区有左颞上回、左颞中回、右额下回。识别悲伤情感(识别P<0.001,不校正,像素阈值>10悲伤表情-识别中性表情)时活动增加的脑区包括右额中回、左扣带回,右梭状回、右中央后回。但未发现两者显著激活降低的脑区(见表1、表2、表3和图1、图2、图3)。P<0.001,不校正,像素阈值>10P<0.001,不校正,像素阈值>103动态集体行动脑区的激活本研究旨在探讨抑郁症患者情绪偏向的神经基础,着眼于男性患者对动态面部表情的识别是基于以下原因:目前已有采用情绪词或静态情绪图片进行的相关研究,但情绪词引起的情绪反应强度较小,而表情图片的静态特征使其与现实刺激的差距较大,已有研究指出动态刺激较静态刺激可引起更强的脑区反应。Kilts使用PET研究识别动态及静态面部表情神经基础的异同,发现动态的愤怒表情较强激活右侧额叶皮质(内侧、上回、中回及下回)和小脑,喜悦较强激活楔叶、颞叶及额叶(内侧、中回及上回),而静态的愤怒及喜悦均较强激活前额叶及顶叶。Sato运用fMRI对22名健康受试者进行研究,发现动态刺激较其他刺激激活广泛的枕叶和颞叶,特别是右侧半球,包括枕下回、颞中回以及梭状回,同时激活的还有右腹侧的运动皮质区。Lee研究说明了受试者对喜悦和悲伤识别的神经基础有区别,并进一步发现男性和女性情绪识别的神经基础也存在差异,这种差异在悲伤识别时更为明显。此项研究结果较早的证明了情绪识别神经基础的性别差异,提示在情绪研究中需注意性别的差异。Hofer研究进一步发现与女性相比,男性在正性刺激下,右侧后扣带回、左壳核、左小脑激活显著,而负性刺激显著激活两侧的颞上回及小脑蚓。因此本研究着眼于男性抑郁症患者动态面部表情识别的神经基础研究。与正常对照相比,抑郁症患者识别喜悦情感时活动增加的脑区有右枕中回、左额中回、左顶下小叶(缘上回)、左中央前回、左中央后回。研究发现,面部运动的感知会激活顶内沟,而想象运动能够激活一个包括初级运动区、辅助运动区、顶叶皮质及枕叶皮质等脑区的神经网络。结果显示,明确识别动态喜悦表情时抑郁症患者表现为想象运动相关脑区:顶叶和枕叶活动增加,提示患者可通过增加想象运动来获得该情绪性刺激所代表的情绪状态。越来越多的研究表明前额皮质腹侧和背侧的不同区域在情绪状态的产生和调节过程中起重要作用,Phan等的荟萃分析发现,前额皮质参与所有情绪的加工。Drevets应用PET检测静息状态下抑郁症发作期、缓解期及正常对照组脑血流量和葡萄糖代谢的情况,结果发现抑郁症患者从左腹外侧额前皮质到内侧额前皮质表面的区域和杏仁核的脑血流量增加。而且在研究中发现只有抑郁发作期的患者有左侧额前皮质血流和葡萄糖代谢的增加,而缓解期则没有这种改变,从而认为左侧额前皮质血流增加是抑郁症的一种状态标志。本研究结果显示在喜悦识别任务中,抑郁症患者显著激活左额中回以及左中央前回,提示患者在识别喜悦表情时额叶激活显著,结合Drevets研究结论,提示抑郁症患者存在额叶的改变。在喜悦表情识别中,正常对照较抑郁症较强激活左侧颞上回和颞中回及右额下回,表现为视皮质的激活显著,与以往研究结果相似,在Keedwell的研究中也发现颞叶的激活,提示该脑区参与表情情绪识别。识别悲伤情感时抑郁症患者活动增加的脑区包括右额中回、左扣带回,右梭状回、右中央后回。研究发现在悲伤表情的识别中,抑郁症患者明显激活右额中回,进一步证实了前额皮质参与不同情绪加工的原有研究结论。研究表明扣带回亦是情绪中枢之一,参与情感决定的整合和情感经历。Phan等荟萃分析发现:扣带回可被悲伤情绪激活。Mayberg应用负性情感激发试验对15例重症抑郁患者和13例正常健康对照进行PET研究,发现:在悲伤时,抑郁症患者扣带回膝下血流量增加,而随着抑郁症状的恢复,异常的血流反应逐渐恢复到正常,且抑郁症患者扣带回膝下血流量的改变和右背外侧额前皮质的活动显著负相关,从而得出结论:抑郁症患者悲伤时扣带回膝下血流量的改变与右侧额前皮质活动的相互作用可能发生在抑郁的急性和慢性病程,并且认为这些脑区功能的相互作用是专一性的,可能介导情绪和注意关系的平衡,这种边缘系统与皮层的相互作用的双向特征可能会提供抑郁症患者关于认知-病理改变-治疗的相互作用机制。本实验结果发现,抑郁症患者在悲伤表情刺激下较正常对照显著激活左扣带回,但亦有研究发现扣带回不仅仅参与悲伤情绪加工,也参与喜悦情绪的加工,本研究喜悦表情的识别中未发现相似结果,有待于进一步的研究。本研究亦发现在悲伤表情识别中,抑郁症患者梭状回较正常对照显著激活。既往有研究认为梭状回可能与识别同一类亚属间差异的想象水平有关,而与面孔感知无关,近期功能影像学研究发现梭状回参与面部运动加工。因此,本研究发现的梭状回激活反映该脑区参与动态面部面孔运动特征的加工,而且该加工受注意调控。在悲伤表情的识别中,正常对照较抑郁症患者未发现明显的脑区激活,进一步验证了Beck的负性认知假说。在以往的抑郁症情绪研究中,发现杏仁核及情感网络包括内侧前额叶、VACC、丘脑等脑区激活,在本研究中未发现相似结果,考虑原因可能是在本研究中,主要是识别动态面部表情,因为每一幅图时间较短,可能并未能引起受试者的情感体验,脑区主要由识别执行功能激活;同