JAMA Psychiatry:抑郁和睡眠問題之間的大腦神經機制

發布時間:2018-11-29 11:23:02 來源: 北京賽博爾醫藥科技有限公司

文獻信息:該文章是復旦大學Cheng等人2018年發表于神經疾病期刊JAMA Psychiatry(五年影響因子16.64),該文章的核心問題:找到調節抑郁癥狀和不良睡眠之間的大腦功能連接。


背景:在大多數國家,一生中患有抑郁癥的可能性在8%至12%。臨床上,70%的抑郁癥患者有睡眠問題;而有睡眠問題的群體,患抑郁癥或焦慮癥的風險亦顯著高于睡眠正常群體。抑郁與不良睡眠質量之間存在顯著的相關,調節睡眠質量與抑郁癥狀之間關系的腦神經環路是怎樣的?


被試以及數據處理:

數據選自2017年3月公布的來自華盛頓大學-明尼蘇達大學聯合的人類腦連接項目(WU-Minn HCP,  N = 1200)的公開數據。本次調查被試并未因其現有癥狀或抑郁癥的診斷而被選中; 但可獲得其抑郁感和行為的測量數據,并將其用于分析。

全腦功能網絡的構建

在預處理之后,根據圖譜將整個大腦灰質分成250個興趣區域。 然后,通過確定該區域內所有體素信號的平均值,在每個興趣區域中提取時間序列。 計算每個被試的所有區域血氧水平依賴信號之間的皮爾遜交叉相關性,然后進行z轉換,構建全腦功能連接網絡(具有31125個邊緣的250×250個區域)。

睡眠和抑郁表型

睡眠表型通過HCP被試自我報告的PSQI(pittsburgh sleep quality index)總分評估,包括7個成分分數:主觀睡眠質量,睡眠潛伏期,睡眠持續時間,習慣性睡眠效率,睡眠障礙,睡眠藥物的使用和白天的功能障礙。抑郁問題的測量通過成人自我報告DSM-IV抑郁相關問題進行計分。

統計分析方法

功能連接與睡眠質量的相關性:對PSQI總分進行線性回歸分析(除去14個混合變量),使用network-based statistic(NBS)方法進行大腦網絡關聯分析。

睡眠質量與抑郁評分的相關性:使用單獨的大型數據集(來自UK Biobank,該數據集包括8718名參被試)來測試HCP數據分析的魯棒性。


實驗結果

相關分析與中介模型


圖A 睡眠質量與162個腦功能連接的相關(r = 0.181; P = 6.7 × 10?9).

圖B 睡眠質量與抑郁得分之間的相關(r = 0.371; P < .001)

圖C 抑郁得分與162個腦功能連接的相關(r = 0.133; P = 2.1 × 10?5)

圖D 大腦功能連接的中介效應模型

圖AB 與睡眠質量相關的大腦功能連接 

圖CD 與睡眠質量和抑郁相關的大腦功能連接

NBS修正后發現162個顯著的功能連接,其中與睡眠質量得分顯著相關的有60個,其中重要的腦區有楔前葉(precuneus)、前扣帶皮層(the anterior cingulate cortex),外側眶額皮層(lateral orbitofrontal cortex),海馬(hippocampus)和海馬旁皮質(parahippocampal cortex),以及一些運動區(motor areas)。涉及睡眠質量和抑郁問題的大腦功能連接有39個,其中重要的腦區包括楔前葉、前扣帶皮層和外側眶額皮層。

越來越多的證據表明,外側眶額皮層是與抑郁癥相關的關鍵腦區。該理論認為,在抑郁人群中,由于沒有獲得預期的獎勵(可能導致悲傷和抑郁)而激活的吸引網絡的敏感性增加,外側眶額葉皮質與包括楔前葉在內的許多大腦區域的功能連接性增加。外側眶額葉皮質是一個關鍵的腦區,可能成為抑郁癥治療的靶點,此外,重復的經顱磁刺激和外側眶額葉皮質的抑制可能有助于抑郁癥的治療。

另一個與抑郁和睡眠相關的區域為楔前葉,它與短時工作記憶有關,在抑郁癥中楔前葉與前額葉皮層區域的功能連接增加。此外,楔前葉與自我意識以及自傳記憶有關。研究者認為抑郁癥的低自尊與楔前葉(參與自我表現)和外側眶額葉皮質之間的功能連接增加有關。

另一個重要的腦區是前扣帶回皮層,對于具有抑郁問題或者睡眠質量差的個體,前扣帶回皮層的功能連接增強,前扣帶回與懲罰和負性情緒刺激激活相關。

睡眠質量差以及具有抑郁問題的人群以上這些腦區間的連接增強可能的解釋是,具有抑郁問題的人群長期處于某些負面情緒中,改變大腦的功能連接,進而導致了睡眠質量的下降。


參考文獻:

Cheng, W., Rolls, E. T., Ruan, H., & Feng, J. (2018). Functional connectivities in the brain that mediate the association between depressive problems and sleep quality. JAMA Psychiatry, 75(10), 1052–1061.

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