《自然》：康奈尔团队首次发现，抑郁症相关的神经网络模式，或一直存在！
发布时间：2024-09-06 02:41 浏览量：14
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今天，由美国威尔康奈尔医学院Conor Liston和Charles J. Lynch领衔的研究团队，在顶级期刊《自然》上发表了一篇重磅研究成果[1]。
他们通过分析大量人脑成像数据发现，与健康人相比，有些抑郁症患者大脑皮层前额叶纹状体的突显网络（参与奖赏处理）扩大了两倍多。
值得注意的是，扩大的突显网络，它的大小、形状和空间位置，随着时间的推移是稳定的，也不会随情绪状态而波动。也就是说，无论抑郁症状是不是存在，扩大的突显网络都在那里。
更重要的是，那些在青春期出现抑郁症状的人，他们在儿童早期就出现了突显网络扩大。
这一发现，为抑郁症的预防、诊断或治疗指出了新的方向。
论文首页截图
作为研究精神疾病的神经学家，Conor Liston和Charles J. Lynch发现，抑郁症患者的功能网络拓扑结构是否有别于常人，目前还无人知晓。
于是，他们使用了最先进的精确功能图谱工具，描绘了6名重度抑郁症患者的大脑功能网络拓扑结构，命名为重度抑郁症连续成像（SIMD）数据集。
结果显示，与健康对照组相比，抑郁症患者的突显网络发生了肉眼可见的扩大化。平均来看，抑郁症患者的突显网络多占据了73%的皮层表面，其中4名患者的突显网络更是扩大了两倍多。
抑郁症患者突显网络的变化
随后，他们又在三个大型数据集中验证了上述发现，抑郁症患者的突显网络确实扩大了70%以上。这说明，突显网络扩大在抑郁症患者大脑中是稳定且可复现的特征。
既然如此，Lynch又检验了突显网络扩大是否可以用来区分抑郁症。他和他的同事开发了一个分类器，发现区分抑郁症病例和健康对照的准确率为78.4%，它正确识别了82.5%的抑郁症病例，阳性预测值为89.5%。
确实是个不错的标志物
后续的进一步分析发现，突显网络的扩大并不是随机的，它主要是将边界往三个相邻的高阶功能系统转移造成的。
简单来说，就是侵占了“别人的地盘”。被突显网络蚕食的主要是额顶叶网络（FP）、扣带盖网络（CO）和默认模式网络（DMN）。
突显网络扩张的情况
考虑到抑郁症的抑郁症状是间歇性的，Lynch想知道患者精神状态的变化会不会影响突显网络的拓扑结构。
然而，他的研究结果是，突显网络的拓扑结构在抑郁症患者和非抑郁症患者中随时间的推移是稳定的。即，突显网络大小的变化与抑郁症状的波动之间没有显著的相关性。
这意味着，突显网络扩大是重度抑郁症患者的一个稳定特征，而不是抑郁发作的标志，也与抑郁症状的严重程度等无关。
突显网络不受抑郁状态的影响
这就让Lynch想到一个问题，会不会突显网络扩大在抑郁症出现之前就存在了。
于是，它调取了青少年大脑认知发展（ABCD）研究的数据，从中筛出了57名儿童，他们在10岁和12岁接受扫描时没有明显的抑郁症状，但在13岁或14岁时出现了临床上明显的抑郁症状。此外，还有一批始终没有抑郁症状的儿童作为对照。
研究结果显示，与始终没有抑郁症状的孩子相比，后来出现抑郁症状的儿童，在生命更早期，突显网络平均扩大35.92%。而且在随后的两年随访中，扩大的突显网络大小没有变化。
基于上述结果，Lynch和他的同事认为，突显网络扩大是抑郁症患者大脑网络组织的一个特征，它在数周、数月和数年内保持稳定，不受情绪状态的影响，而且在抑郁症状出现之前就能检测到。
在抑郁之前就存在了
如果突显网络的拓扑结构不随时间变化，不受情绪影响的话，那它和抑郁症之间究竟是什么关系呢？
这时，Lynch团队研究了一位接受研究时间最长的患者的数据，结果发现，虽然突显网络在抑郁症患者中稳定扩大，而且这种扩大似乎发生在生命早期，但该网络的前额叶纹状体连接会随着时间的推移而波动，纹状体与前扣带回和前脑岛的连接变化，会分别随着快感缺乏和焦虑症状的出现和缓解而变化。
简单来说，虽然突显网络扩大是稳定的，但是网络中的神经连接却是随精神状态变化的。
连接状态受影响
总的来说，Conor Liston和Charles J. Lynch团队领衔的这项同类最大规模研究发现，抑郁症患者的突显网络显著扩大，而且不随时间变化、不受情绪影响。
虽然他们还不知道突显网络扩大的原因，但是突显网络扩大显然与抑郁症之间存在潜在的因果关系，未来需要在更大规模的队列中开展研究。如果这一发现被进一步证实，并揭示背后的机制，就有望重塑抑郁症的诊断和治疗方法。
参考文献：
[1].Lynch CJ, Elbau IG, Ng T, et al. Frontostriatal salience network expansion in individuals in depression. Nature. Published online September 4, 2024. doi:10.1038/s41586-024-07805-2
本文作者丨BioTalker