本篇文獻(xiàn)分享發(fā)表于Journal of Affective Disorders雜志。所發(fā)布內(nèi)容旨在與大家分享學(xué)術(shù)新知促進(jìn)交流學(xué)習(xí)版權(quán)歸原作者或原出處所有感謝各位學(xué)者的辛勤付出與研究成果。1.引言內(nèi)在時(shí)間尺度(INT)定義了大腦區(qū)域整合信息的時(shí)間長(zhǎng)度跨模態(tài)區(qū)域相比低階單模態(tài)感覺(jué)區(qū)域表現(xiàn)出更長(zhǎng)的時(shí)間尺度。自相關(guān)窗口提供了這些內(nèi)在時(shí)間尺度的穩(wěn)健測(cè)量量化了大腦區(qū)域整合信息的時(shí)間范圍。它已被用于預(yù)測(cè)自我意識(shí)、研究神經(jīng)發(fā)育疾病以及無(wú)意識(shí)狀態(tài)的神經(jīng)機(jī)制。在fMRI中精神分裂癥、阿爾茨海默病和青少年重性抑郁障礙在靜息態(tài)和任務(wù)態(tài)中均顯示內(nèi)在時(shí)間尺度的改變。重性抑郁障礙的特征是全腦的地形圖改變。具體而言功能連接在跨模態(tài)區(qū)域如默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)和中央執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生改變。理解這些連接改變需要考察它們發(fā)生的位置還需要了解它們與神經(jīng)活動(dòng)時(shí)間屬性的關(guān)系。既往研究已在健康個(gè)體和動(dòng)物模型中建立了功能連接與內(nèi)在時(shí)間尺度之間的聯(lián)系但這種關(guān)系在重性抑郁障礙中是否以及如何被破壞仍不清楚。此外確定這些改變是重性抑郁障礙特異性病理生理學(xué)還是精神障礙的普遍特征需要與其他疾病進(jìn)行臨床比較。雖然既往研究已強(qiáng)調(diào)靜息態(tài)和任務(wù)態(tài)fMRI中跨模態(tài)腦區(qū)域的功能連接改變但這些研究通常依賴診斷無(wú)關(guān)的刺激。因此功能連接發(fā)現(xiàn)仍然主要是神經(jīng)影像學(xué)層面的難以轉(zhuǎn)化為臨床推理。使用此研究范式的既往研究在將抑郁量表項(xiàng)目與中性項(xiàng)目及靜息態(tài)進(jìn)行比較時(shí)勾勒出了重性抑郁障礙患者的診斷特異性任務(wù)反應(yīng)且近期發(fā)現(xiàn)表明該任務(wù)調(diào)節(jié)特定的腦回路。然而先前的分析主要集中在對(duì)比任務(wù)相關(guān)激活模式而非探究?jī)?nèi)在時(shí)間動(dòng)態(tài)。在此研究中通過(guò)評(píng)估自相關(guān)窗口內(nèi)在時(shí)間尺度的測(cè)量指標(biāo)在不同功能網(wǎng)絡(luò)中的變化及其與重性抑郁障礙中功能連接的關(guān)系推進(jìn)了研究。為解決這些空白此研究旨在1檢查疾病特異性自我評(píng)估任務(wù)中重性抑郁障礙與健康對(duì)照之間內(nèi)在時(shí)間尺度的組間差異2評(píng)估重性抑郁障礙中內(nèi)在時(shí)間尺度與功能連接之間的關(guān)系3通過(guò)與精神科對(duì)照組比較評(píng)估這些發(fā)現(xiàn)的臨床特異性。假設(shè)與對(duì)照組相比重性抑郁障礙的特征是內(nèi)在時(shí)間尺度減少特別是在參與自我參照加工的跨模態(tài)區(qū)域。此外預(yù)期內(nèi)在時(shí)間尺度與功能連接之間的關(guān)系在重性抑郁障礙中會(huì)發(fā)生改變反映大腦活動(dòng)時(shí)間與空間屬性耦合的破壞。為探究這些問(wèn)題此研究使用互補(bǔ)方法分析了大腦活動(dòng)的時(shí)間和空間屬性。通過(guò)計(jì)算BOLD信號(hào)的自相關(guān)窗口量化內(nèi)在時(shí)間尺度。使用貝葉斯線性混合效應(yīng)模型評(píng)估功能網(wǎng)絡(luò)間自相關(guān)窗口的組間差異。然后使用基于網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計(jì)方法檢查組間功能連接模式。最后為理解時(shí)間和空間屬性之間的關(guān)系采用另一個(gè)貝葉斯模型量化功能連接如何與自相關(guān)窗口值相關(guān)聯(lián)。分析揭示了三個(gè)主要發(fā)現(xiàn)。首先跨腦網(wǎng)絡(luò)全局檢查神經(jīng)時(shí)間尺度發(fā)現(xiàn)與健康對(duì)照相比重性抑郁障礙患者的自相關(guān)窗口顯著減少在控制網(wǎng)絡(luò)、默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)和軀體運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中減少最為顯著。其次使用基于網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計(jì)識(shí)別出重性抑郁障礙中功能連接增加特別是在默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。最后發(fā)現(xiàn)重性抑郁障礙中大腦活動(dòng)時(shí)間與空間屬性之間的新型關(guān)系健康對(duì)照顯示自相關(guān)窗口與功能連接之間無(wú)顯著關(guān)聯(lián)而重性抑郁障礙患者表現(xiàn)出這些指標(biāo)之間的負(fù)相關(guān)關(guān)系。通過(guò)采用參與者評(píng)估與抑郁癥狀直接相關(guān)陳述的任務(wù)范式可以特異性探究這些時(shí)間動(dòng)態(tài)在癥狀相關(guān)認(rèn)知加工過(guò)程中的表現(xiàn)。此研究結(jié)果為大腦活動(dòng)時(shí)間和空間屬性在重性抑郁障礙中如何改變提供了新見(jiàn)解與大腦組織的時(shí)空框架相一致。2.方法2. 1人口學(xué)特征此研究包括61名參與者包含40例患者和21例健康對(duì)照平均年齡33.8±10.7歲。患者進(jìn)一步分為重性抑郁障礙個(gè)體n21平均年齡40.2±11.8歲和精神分裂癥個(gè)體n19平均年齡37.9±12.6歲。這些人口學(xué)細(xì)節(jié)總結(jié)于表1。精神科診斷通過(guò)結(jié)構(gòu)化簡(jiǎn)明國(guó)際神經(jīng)精神訪談、蒙哥馬利-阿斯伯格抑郁評(píng)定量表和陽(yáng)性和陰性綜合征量表確認(rèn)。所有參與者均根據(jù)《赫爾辛基宣言》提供書(shū)面知情同意書(shū)且此研究獲得大學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。2.2. fMRI任務(wù)范式該范式包括三個(gè)不同的活動(dòng)條件和一個(gè)靜息條件采用組塊設(shè)計(jì)總時(shí)長(zhǎng)11分44秒。每個(gè)活動(dòng)組塊持續(xù)32秒包含四個(gè)文本陳述每個(gè)顯示8秒。抑郁特異性DS和偏執(zhí)特異性PS分塊的陳述內(nèi)容分別源自馮·澤爾森量表中的抑郁與偏執(zhí)子量表。此外還納入了診斷中性組塊包含選自一般興趣和偏好問(wèn)卷的四個(gè)陳述。參與者有四個(gè)回答選項(xiàng)。該范式包括每個(gè)條件的四個(gè)組塊在三個(gè)活動(dòng)條件之間交替。每個(gè)活動(dòng)組塊后跟一個(gè)20秒的靜息組塊期間屏幕中央顯示注視十字。表1人口統(tǒng)計(jì)學(xué)與描述性統(tǒng)計(jì)2.3.數(shù)據(jù)處理功能與解剖MRI數(shù)據(jù)采用fMRIPrep 24.0.1軟件Esteban 等2019進(jìn)行預(yù)處理標(biāo)準(zhǔn)流程包括運(yùn)動(dòng)校正、解剖配準(zhǔn)及使用aCompCor進(jìn)行去噪。數(shù)據(jù)經(jīng)0.01Hz時(shí)間濾波、去趨勢(shì)及z分?jǐn)?shù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后采用Schaefer 400分區(qū)7網(wǎng)絡(luò)圖譜定義腦區(qū)該圖譜可捕捉功能差異顯著的皮層網(wǎng)絡(luò)。由于邊緣系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)存在顯著信號(hào)缺失故未納入分析。2.4.通過(guò)自相關(guān)窗口分析神經(jīng)時(shí)間尺度自相關(guān)函數(shù)是一種測(cè)量時(shí)間序列中模式重復(fù)的程度反映序列中較早的值與較晚的值是正相關(guān)還是負(fù)相關(guān)的方法。該測(cè)量方法廣泛應(yīng)用于生理時(shí)間序列分析和神經(jīng)影像學(xué)領(lǐng)域用于估算神經(jīng)元固有時(shí)間尺度的長(zhǎng)度。此研究采用體素級(jí)分析方法對(duì)血氧水平依賴信號(hào)BOLD信號(hào)進(jìn)行時(shí)域自相關(guān)分析隨后計(jì)算每位受試者的平均自相關(guān)系數(shù)并對(duì)所有受試者數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)果均值化處理。2.5.自相關(guān)窗口分析的貝葉斯統(tǒng)計(jì)模型使用貝葉斯線性混合效應(yīng)模型分析 ACW 值、實(shí)驗(yàn)組和功能網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系通過(guò)貝葉斯模型構(gòu)建接口實(shí)現(xiàn)。自相關(guān)窗口值在分析前進(jìn)行對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換以考慮其嚴(yán)格正值和右偏分布。為評(píng)估觀察效應(yīng)的實(shí)際顯著性定義了自相關(guān)窗口值變化±0.1 SD的實(shí)際等價(jià)區(qū)域ROPE。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)診斷驗(yàn)證模型收斂性并使用先驗(yàn)和后驗(yàn)預(yù)測(cè)檢查評(píng)估模型擬合。該模型研究了實(shí)驗(yàn)組和功能網(wǎng)絡(luò)對(duì)對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換自相關(guān)窗口值的影響包括它們的交互作用和網(wǎng)絡(luò)的隨機(jī)截距。其中1表示截距捕捉基線對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換自相關(guān)窗口值log-ACW表示對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換的自相關(guān)窗口值group是實(shí)驗(yàn)組的分類預(yù)測(cè)因子(group|network)指定了組與網(wǎng)絡(luò)的交互作用在不同網(wǎng)絡(luò)間具有變化效應(yīng)。2.6.基于網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計(jì)NBS分析使用基于網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計(jì)來(lái)識(shí)別組間功能連接模式的差異同時(shí)控制多重比較。分析使用Python的Brain Connectivity Toolbox實(shí)現(xiàn)。NBS將顯著改變的連接聚類為子網(wǎng)絡(luò)稱為連通成分使用置換檢驗(yàn)1000次置換和雙尾t檢驗(yàn)評(píng)估其顯著性。如果一個(gè)成分包含超過(guò)主要閾值的連接組并在p0.05水平上經(jīng)FWE校正后仍顯著則被視為顯著。2.7.功能連接與ACW間的貝葉斯模型為探究FC與ACW間的關(guān)系并控制組間差異此研究采用了另一種貝葉斯線性混合效應(yīng)模型。該模型旨在量化FC變異與 ACW 值之間的關(guān)聯(lián)性特別關(guān)注組別依賴效應(yīng)。建模前對(duì) ACW 值進(jìn)行對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換以緩解偏態(tài)分布并確保其嚴(yán)格正向性。經(jīng)對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換后的 ACW 值log ACW與FC值均進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理z分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)換以提升解釋便利性和數(shù)值穩(wěn)定性。該模型被指定為其中FC_z表示標(biāo)準(zhǔn)化的功能連接值log-ACW_z表示標(biāo)準(zhǔn)化的對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換自相關(guān)窗口值group表示實(shí)驗(yàn)組log-ACW_z×group表示交互項(xiàng)用于評(píng)估功能連接與自相關(guān)窗口之間的關(guān)系是否因組而異。在腦?？萍荚破脚_(tái)中內(nèi)置了內(nèi)在時(shí)間尺度分析模塊支持用戶批量處理數(shù)據(jù)并確保每一步參數(shù)設(shè)置都有據(jù)可查。此外平臺(tái)的項(xiàng)目管理模塊可清晰記錄數(shù)據(jù)篩選標(biāo)準(zhǔn)、排除被試原因、分析版本等信息極大提升了研究的透明度和可復(fù)現(xiàn)性。讀者可對(duì)照思考如何在平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)類似的分析流程。感興趣可聯(lián)系預(yù)約產(chǎn)品演示。3.結(jié)果3.1.重性抑郁障礙中神經(jīng)時(shí)間尺度減少為探究組間時(shí)間動(dòng)態(tài)特征的差異圖1此研究采用貝葉斯混合效應(yīng)模型對(duì)功能網(wǎng)絡(luò)間的 ACW 進(jìn)行比較分析。此研究發(fā)現(xiàn)與健康對(duì)照相比重性抑郁障礙患者的自相關(guān)窗口存在顯著的全局性降低β ?0.19594% HDI[?0.257, ?0.128]圖2A。網(wǎng)絡(luò)特異性分析顯示控制網(wǎng)絡(luò)β ?0.26494% HDI[?0.343, ?0.177]、默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)β ?0.20394% HDI[?0.261, ?0.153]、背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)β ?0.19294% HDI[?0.261, ?0.126]和軀體運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)β ?0.17794% HDI[?0.228, ?0.121]的自相關(guān)窗口降低均超出實(shí)際等價(jià)區(qū)域表明效應(yīng)穩(wěn)健。雖然在突顯/腹側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)β ?0.17294% HDI[?0.235, ?0.099]和視覺(jué)網(wǎng)絡(luò)β ?0.16194% HDI[?0.224, ?0.098]中也觀察到降低但這些效應(yīng)落在實(shí)際等價(jià)區(qū)域內(nèi)提示其實(shí)踐顯著性更不確定圖2B。為確立這些重性抑郁障礙發(fā)現(xiàn)的特異性此研究將其與精神分裂癥患者臨床對(duì)照組進(jìn)行了比較。與重性抑郁障礙中觀察到的時(shí)間尺度降低相反精神分裂癥患者與健康對(duì)照相比顯示出全局性的自相關(guān)窗口增加β 0.09494% HDI[0.003, 0.183]盡管該效應(yīng)落在實(shí)際等價(jià)區(qū)域內(nèi)圖2A。網(wǎng)絡(luò)特異性分析顯示僅背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)的效應(yīng)超出實(shí)際等價(jià)區(qū)域β 0.19394% HDI[0.114, 0.277]表明該網(wǎng)絡(luò)存在穩(wěn)健的增加。其他網(wǎng)絡(luò)的效應(yīng)均落在實(shí)際等價(jià)區(qū)域內(nèi)控制網(wǎng)絡(luò)β 0.08894% HDI[0.010, 0.163]、視覺(jué)網(wǎng)絡(luò)β 0.14594% HDI[0.077, 0.214]、默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)β 0.03294% HDI[?0.029, 0.091]、軀體運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)β 0.06794% HDI[0.003, 0.126]和突顯/腹側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)β 0.03594% HDI[?0.036, 0.112]圖2B?；颊呓M間直接比較顯示精神分裂癥患者的自相關(guān)窗口顯著長(zhǎng)于重性抑郁障礙患者β 0.28994% HDI[0.183, 0.401]圖2A且所有網(wǎng)絡(luò)的效應(yīng)均超出實(shí)際等價(jià)區(qū)域背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)β 0.38594% HDI[0.301, 0.470]、控制網(wǎng)絡(luò)β 0.35294% HDI[0.274, 0.439]、視覺(jué)網(wǎng)絡(luò)β 0.30794% HDI[0.238, 0.380]、軀體運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)β 0.24494% HDI[0.184, 0.309]、默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)β 0.23694% HDI[0.173, 0.294]和突顯/腹側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)β 0.20794% HDI[0.133, 0.288]圖2B。圖1重性抑郁障礙與精神分裂癥患者腦網(wǎng)絡(luò)中神經(jīng)時(shí)間尺度的改變3.2.重性抑郁障礙中功能連接增加為在控制多重比較的同時(shí)識(shí)別組間功能連接的顯著差異采用NBS分析使用主要閾值t4.0p0.001校正后。與健康對(duì)照組相比MDD患者在包含486個(gè)連接其中243個(gè)為獨(dú)特連接的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中表現(xiàn)出顯著增強(qiáng)的功能連接性。受影響最嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)包括默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)188個(gè)連接、控制網(wǎng)絡(luò)145個(gè)連接和顯著性/腹側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)57個(gè)連接此外視覺(jué)網(wǎng)絡(luò)47個(gè)連接、背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)36個(gè)連接及軀體運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)13個(gè)連接也出現(xiàn)額外改變。作為對(duì)照此研究分析了 SZ 臨床對(duì)照組的神經(jīng)連接模式。在包含1168個(gè)連接點(diǎn)其中584個(gè)為獨(dú)特連接的更大神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中 SZ 患者較健康對(duì)照組表現(xiàn)出顯著增強(qiáng)的功能連接性。受影響最嚴(yán)重的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括軀體運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)344個(gè)連接、默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)343個(gè)連接和顯著性/腹側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)256個(gè)連接同時(shí)對(duì)照組140個(gè)連接、背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)51個(gè)連接及視覺(jué)網(wǎng)絡(luò)19個(gè)連接也出現(xiàn)額外改變?；颊呓M間直接比較顯示重性抑郁障礙與精神分裂癥之間的功能連接模式無(wú)顯著差異。3.3.重性抑郁障礙中疾病特異性的自相關(guān)窗口-功能連接耦合為探究時(shí)間動(dòng)態(tài)如何與跨組網(wǎng)絡(luò)連接模式相關(guān)聯(lián)此研究使用貝葉斯建模檢驗(yàn)了自相關(guān)窗口與功能連接之間關(guān)系的組間差異。觀察到自相關(guān)窗口-功能連接關(guān)系中有意義的組間差異交互項(xiàng)的置信區(qū)間排除零。健康對(duì)照顯示自相關(guān)窗口與功能連接之間無(wú)有意義的關(guān)聯(lián)β 0.01794% HDI[?0.005, 0.041]其置信區(qū)間與零重疊。相比之下重性抑郁障礙患者表現(xiàn)出自相關(guān)窗口與功能連接之間的負(fù)相關(guān)關(guān)系β ?0.11994% HDI[?0.140, ?0.100]圖4A且重性抑郁障礙與健康對(duì)照的差異超出實(shí)際等價(jià)區(qū)域β ?0.13694% HDI[?0.166, ?0.105]圖4B。為評(píng)估這一重性抑郁障礙發(fā)現(xiàn)的特異性此研究在精神分裂癥對(duì)照組中檢查了自相關(guān)窗口-功能連接關(guān)系。精神分裂癥患者顯示出穩(wěn)健的自相關(guān)窗口與功能連接之間的正相關(guān)關(guān)系β 0.18994% HDI[0.168, 0.209]其置信區(qū)間遠(yuǎn)超出實(shí)際等價(jià)區(qū)域圖4A。精神分裂癥患者與健康對(duì)照β 0.17294% HDI[0.141, 0.204]和重性抑郁障礙患者β 0.30994% HDI[0.281, 0.339]均有有意義的差異圖4B。兩個(gè)患者組均表現(xiàn)出比健康對(duì)照升高的功能連接重性抑郁障礙β 0.34194% HDI[0.311, 0.370]精神分裂癥β 0.53294% HDI[0.502, 0.562]且精神分裂癥患者的功能連接比重性抑郁障礙患者更強(qiáng)β 0.19194% HDI[0.161, 0.220]圖4C。4.討論4.1.研究結(jié)果總結(jié)在此研究中證明了重性抑郁障礙中大腦活動(dòng)時(shí)間和空間屬性的改變其特征為全局神經(jīng)時(shí)間尺度減少和功能連接增加。主要發(fā)現(xiàn)顯示與健康對(duì)照相比重性抑郁障礙患者的自相關(guān)窗口顯著縮短在控制網(wǎng)絡(luò)、默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)和軀體運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中觀察到的減少最為顯著。這一模式提示多個(gè)腦系統(tǒng)神經(jīng)加工的時(shí)間動(dòng)態(tài)存在根本性改變。同時(shí)識(shí)別出重性抑郁障礙中功能連接增加特別是在默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)內(nèi)表明網(wǎng)絡(luò)水平交互作用發(fā)生改變。重要的是揭示了重性抑郁障礙中大腦活動(dòng)時(shí)間與空間屬性之間的負(fù)相關(guān)關(guān)系健康對(duì)照顯示自相關(guān)窗口與功能連接之間無(wú)關(guān)聯(lián)而重性抑郁障礙患者表現(xiàn)出這些指標(biāo)之間的負(fù)相關(guān)關(guān)系。與精神分裂癥患者的臨床比較后者表現(xiàn)出相反的內(nèi)在時(shí)間尺度模式以及自相關(guān)窗口-功能連接耦合確認(rèn)了這些改變對(duì)重性抑郁障礙病理生理學(xué)的特異性。圖2精神障礙中的內(nèi)在時(shí)間尺度改變4.2.重性抑郁障礙中內(nèi)在時(shí)間尺度減少此研究發(fā)現(xiàn)重性抑郁障礙多個(gè)腦網(wǎng)絡(luò)的自相關(guān)窗口縮短這與提示精神疾病中信息時(shí)間整合改變的證據(jù)一致。自相關(guān)窗口是測(cè)量神經(jīng)活動(dòng)隨時(shí)間持續(xù)時(shí)間的指標(biāo)反映大腦整合信息的能力。觀察到的全局性神經(jīng)時(shí)間尺度減少與近期青少年抑郁癥中整合時(shí)間縮短的發(fā)現(xiàn)顯著一致。不同年齡組和方法學(xué)的這些結(jié)果匯聚加強(qiáng)了時(shí)間整合缺陷作為重性抑郁障礙病理生理學(xué)基本特征的證據(jù)。觀察到的自相關(guān)窗口減少的網(wǎng)絡(luò)特異性模式中控制網(wǎng)絡(luò)、默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)和軀體運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的變化最為顯著這可能促成重性抑郁障礙癥狀學(xué)的不同方面。臨床比較顯示這些縮短的神經(jīng)時(shí)間尺度代表了重性抑郁障礙病理生理學(xué)的特異性特征因?yàn)樵撃Ｊ脚c精神分裂癥對(duì)照組中觀察到的模式不同。4.3.重性抑郁障礙中網(wǎng)絡(luò)特異性功能過(guò)度連接模式NBS分析識(shí)別出重性抑郁障礙患者與健康對(duì)照相比功能連接增加主要影響默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)、控制網(wǎng)絡(luò)和突顯/腹側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)。默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)觀察到的過(guò)度連接與抑郁癥中默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)改變的報(bào)道一致傳統(tǒng)上這與過(guò)度自我聚焦思維和沉思相關(guān)。在控制網(wǎng)絡(luò)中連接增加可能代表代償機(jī)制或正常網(wǎng)絡(luò)分離的破壞。還觀察到突顯網(wǎng)絡(luò)連接升高這可能構(gòu)成重性抑郁障礙常見(jiàn)的情感和注意加工偏差的基礎(chǔ)。為評(píng)估這些連接改變的特異性檢查了精神分裂癥對(duì)照組其表現(xiàn)出更廣泛的過(guò)度連接和不同的地形模式。雖然兩個(gè)患者組均表現(xiàn)出相對(duì)于對(duì)照的過(guò)度連接但精神分裂癥患者在軀體運(yùn)動(dòng)和默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)中改變最顯著而重性抑郁障礙患者在默認(rèn)和控制網(wǎng)絡(luò)中改變最顯著。這一模式提示雖然過(guò)度連接可能代表精神功能障礙的普遍特征但特定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓诓煌膊￠g存在差異重性抑郁障礙特別影響參與認(rèn)知控制和自我參照加工的網(wǎng)絡(luò)。4.4.重性抑郁障礙中疾病特異性的時(shí)間-空間耦合此研究的一個(gè)關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)是在重性抑郁障礙患者中自相關(guān)窗口與功能連接之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系而這種模式在健康對(duì)照中不存在。這一關(guān)系為理解改變的時(shí)間動(dòng)態(tài)如何可能導(dǎo)致抑郁癥中的大尺度網(wǎng)絡(luò)破壞提供了新見(jiàn)解。自相關(guān)窗口降低與神經(jīng)興奮性增加和信息加工效率降低均有關(guān)聯(lián)提示縮短的神經(jīng)時(shí)間尺度可能為腦區(qū)之間的過(guò)度同步創(chuàng)造有利條件。此研究的臨床比較揭示這種時(shí)間-空間耦合是疾病特異性的重性抑郁障礙患者表現(xiàn)出負(fù)的自相關(guān)窗口-功能連接關(guān)系而精神分裂癥患者則表現(xiàn)出相反的模式即較長(zhǎng)的時(shí)間尺度與增加的連接之間呈正相關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)提示不同精神疾病之間腦功能障礙的機(jī)制根本不同重性抑郁障礙的特征是縮短的時(shí)間整合促進(jìn)過(guò)度連接的病理性耦合。圖3基于網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法在組間比較中識(shí)別出的組分。此研究初步假設(shè)受損的時(shí)間動(dòng)態(tài)削弱了大腦靈活參與和脫離功能網(wǎng)絡(luò)的能力這可能解釋了抑郁癥中常見(jiàn)的僵化認(rèn)知和情緒狀態(tài)。這些發(fā)現(xiàn)與近期研究一致提示重性抑郁障礙涉及從單模態(tài)向跨模態(tài)優(yōu)勢(shì)的轉(zhuǎn)變導(dǎo)致過(guò)度的功能同步化從而限制了心理狀態(tài)之間的靈活轉(zhuǎn)換。值得注意的是這些疾病特異性模式出現(xiàn)在一個(gè)診斷相關(guān)的任務(wù)范式中參與者需要評(píng)估癥狀特異性陳述這增強(qiáng)了時(shí)間動(dòng)態(tài)作為重性抑郁障礙近端生物標(biāo)志物的轉(zhuǎn)化潛力。4.5.局限性解釋此研究結(jié)果時(shí)應(yīng)考慮若干局限性。首先相對(duì)適中的樣本量可能限制了檢測(cè)更細(xì)微組間差異的能力且無(wú)法在貝葉斯模型中納入受試者水平隨機(jī)效應(yīng)。雖然納入精神分裂癥對(duì)照組增強(qiáng)了關(guān)于重性抑郁障礙特異性的論斷但更大規(guī)模的多疾病研究將進(jìn)一步驗(yàn)證這些疾病特異性模式。其次雖然癥狀特異性任務(wù)范式提供了對(duì)癥狀特異性神經(jīng)動(dòng)態(tài)的獨(dú)特見(jiàn)解但未來(lái)研究應(yīng)通過(guò)在不同任務(wù)條件和實(shí)驗(yàn)范式下研究時(shí)間動(dòng)態(tài)來(lái)擴(kuò)展此方法以確立發(fā)現(xiàn)的普適性。此外此研究的橫斷面性質(zhì)無(wú)法確定觀察到的神經(jīng)時(shí)間尺度變化是穩(wěn)定特質(zhì)標(biāo)志、狀態(tài)依賴性特征還是隨疾病進(jìn)展演變的代償機(jī)制。特別需要縱向研究來(lái)確定這些時(shí)間動(dòng)態(tài)是否能預(yù)測(cè)治療反應(yīng)或癥狀嚴(yán)重程度隨時(shí)間的變化。最后由于所有患者均接受標(biāo)準(zhǔn)精神科治療藥物對(duì)時(shí)間動(dòng)態(tài)的影響不能被排除盡管此研究結(jié)果與近期青少年抑郁癥中無(wú)藥物研究一致提示其病理生理學(xué)基礎(chǔ)而非藥物治療機(jī)制。圖4內(nèi)在時(shí)間尺度與功能連接之間的疾病特異性關(guān)系4.6.結(jié)論此研究通過(guò)展示大腦活動(dòng)時(shí)間和空間屬性的疾病特異性改變?yōu)橐钟舭Y的神經(jīng)基礎(chǔ)提供了新見(jiàn)解。觀察到神經(jīng)時(shí)間尺度縮短特別是在對(duì)認(rèn)知控制和自我參照加工至關(guān)重要的網(wǎng)絡(luò)中提示抑郁癥中信息隨時(shí)間的整合存在根本性破壞。這種時(shí)間調(diào)節(jié)障礙與功能連接增加同時(shí)發(fā)生特別是在跨模態(tài)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。最值得注意的是此研究揭示了這些時(shí)間與空間屬性之間的疾病特異性關(guān)系較短的神經(jīng)時(shí)間尺度與重性抑郁障礙中增加的功能連接呈負(fù)相關(guān)這一模式與精神分裂癥中觀察到的正相關(guān)形成鮮明對(duì)比確認(rèn)了這是抑郁癥特有的病理性耦合機(jī)制。這些發(fā)現(xiàn)通過(guò)確立改變的時(shí)間動(dòng)態(tài)作為成人抑郁癥的核心特征推進(jìn)了對(duì)重性抑郁障礙病理生理學(xué)的理解擴(kuò)展了既往在青少年人群中的發(fā)現(xiàn)并表明這些破壞在參與核心抑郁癥狀的網(wǎng)絡(luò)中最為顯著。這些模式出現(xiàn)在診斷相關(guān)的任務(wù)范式中增強(qiáng)了其作為轉(zhuǎn)化生物標(biāo)志物的潛力。神經(jīng)時(shí)間尺度與功能連接之間疾病特異性負(fù)相關(guān)的發(fā)現(xiàn)為理解局部時(shí)間加工異常如何促成抑郁癥中大尺度網(wǎng)絡(luò)功能障礙提供了新框架。這些發(fā)現(xiàn)通過(guò)證明重性抑郁障礙同時(shí)涉及神經(jīng)時(shí)間尺度的改變和大尺度連接變化為精神疾病的更廣泛時(shí)空視角做出了貢獻(xiàn)并且與此研究團(tuán)隊(duì)提供的補(bǔ)充性腦電圖證據(jù)相一致該證據(jù)顯示了類似的時(shí)間動(dòng)態(tài)改變提供了跨不同時(shí)間尺度和神經(jīng)影像模態(tài)的匯聚證據(jù)。未來(lái)研究應(yīng)進(jìn)一步檢驗(yàn)這些時(shí)間動(dòng)態(tài)如何隨時(shí)間演變以及它們是否能預(yù)測(cè)癥狀嚴(yán)重程度或治療反應(yīng)。解讀腦?？萍紖⒖嘉墨I(xiàn)Djimbouon F, Stoyanov D, ?atal Y, Paunova R, Northoff G. Reduced intrinsic neural timescales and their relationship to global network connectivity in depression. J Affect Disord. 2025;390:119775. doi:10.1016/j.jad.2025.119775