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[数据分析基础] Biological Psychiatry:基于脑局灶性病变的抑郁回路研究 [复制链接]

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发表于 昨天?10:38 |只看该作者 |倒序浏览
本帖最后由 罗叶双 于 2019-10-16 10:43 编辑

局灶性脑损伤是深入了解潜在神经、精神症状的神经解剖学基础。几十年前就已有对中风和脑肿瘤的左额叶损伤和抑郁有关的相关研究报道。随后的研究进一步阐明了这种关联与背外侧前额叶皮层(DLPFC)病变的关系。这些病灶的定位研究非常重要,因为抑郁症是脑卒中发病率和死亡率的独立预测因子。其次,这些病变的定位研究对于深入了解原发性抑郁症的神经解剖学也很重要,包括治疗靶点的确定。

例如,首次对左侧背外侧前额叶皮层进行经颅磁刺激(TMS)治疗原发性抑郁症的试验中,部分是由病变数据驱动的。然而,基于局灶性脑损伤的抑郁定位一直存在不同看法。早期的研究也指出,大多数卒中后抑郁患者的病变位于左额叶皮层之外。旨在复制这种联系的研究发现,这种联系只在特定的时间点才成立,或者根本不成立。多项Meta分析也未能发现左侧额叶病变与抑郁症之间的联系。

使用基于体素病灶-症状图(voxel-basedlesion-symptom mapping)等新方法的研究也未能发现与抑郁症显着相关的病变部位。这些发现不一致的一个潜在原因是:引起类似症状的病变可能定位于脑网络,而不是单个的大脑区域。同样,由局灶性损伤引起的症状可能来自与病灶位置相关的脑区,而不是病灶位置本身,这种现象称为神经机能联系不能(diaschisis)。一种最近被证实的技术——病灶网络映射(对于这种方法的良好性能他们公众号做过一篇相应的文献综述,想做病灶网络映射,欢迎点击:

基于人脑连接组学将疾病症状映射于脑网络


第十二届磁共振脑网络数据处理班(南京)


第二十六届磁共振脑影像基础班(重庆)


? ? 可以更好地解释这些因素,并将其纳入基于损伤的定位中。该方法利用大量健康受试者的连接组数据,将病变位置作为静息状态功能连接分析的种子区域,通过比较与特定症状相关的病变的功能连接特征,可以识别出感兴趣症状下的特定的大脑网络区域。这项技术已被证明对理解幻觉、妄想、犯罪、甚至是自由意志的紊乱是有用的。

? ? 来自贝斯以色列女执事医疗中心的研究人员对这局灶性损伤和抑郁之间的关系使用基于人脑连接体的病灶映射网络方法进行了研究。在本研究中,他们通过5个独立的损伤数据集和几种损伤原因(缺血性中风、脑出血和穿透性脑损伤)分析了损伤位置与抑郁的关系。相关成果发表在Biological Psychiatry杂志上


摘要:

目的:

大脑的局灶病变是深入了解导致抑郁症的神经解剖学基础。然而,针对不同病变部位的研究结果并不一致。通过相关大数据集分析损伤位置与抑郁的关系对于理解研究结果间的异质性问题有重要意义。


方法:

对5个独立的、不同病变原因和病变后不同抑郁程度的数据集进行比较(N = 461),病变位置通过三维映射到一个共同的脑图谱。

(1)使用基于体素的病变-症状图谱(voxel lesion symptom mapping)来检测抑郁的产生与病变部位之间的关系。

(2)使用标准连接体数据集(N= 1000)来计算与病灶功能连接的区域网络,然后使用这些损伤网络图来检测抑郁和大脑回路间的联系,并采用“留一法”验证评估的可重复性。

(3)测试与抑郁症相关的病变位置是否与能有效改善中风后抑郁的脑刺激部位位于同一回路内。


结果:

与抑郁相关的病变部位高度不均,且不涉及单一的大脑区域。然而,当相同病变位置映射到大脑回路时,区域集中在左侧背外侧前额叶皮层(DLFPC),“留一交叉验证”显示结果稳健可靠。并且,选择的经颅磁刺激靶点位置与病变对应的抑郁回路一致时可有效改善中风后抑郁。


结论:

与抑郁症相关的病变位置无法映射到特定的大脑区域,但可以映射到特定的脑回路。该回路可用于判断卒中后抑郁患者的预后,也可用于确定经颅磁刺激的靶点位置。



补充材料

第一个数据集包括脑出血患者,使用theNeuro Quality of Life scale 和 NIH PatientReported Outcomes Measurement InformationSystem (PROMIS)量表的计算机自适应测试版本评估抑郁症,收集不同受试者在不同时间点(出院后28天、3个月或12个月)的得分。得分以均数为50、标准差为+/- 10的T分表示。作者使用了一个在线工具,它提供了患者健康问卷-9 (PHQ-9)、标准抑郁量表和神经生活质量/PROMIS抑郁亚量表原始分数之间的转换。结果发现,在PHQ-9上,标准阈值为4和10(无抑郁和中度抑郁)分别相当于50.5和59.9的神经生活质量/PROMIS 的T评分。因此,作者使用这些临界值将10名受试者划分为抑郁(均值= 65.0,标准差= 4.7),23名受试者划分为非抑郁(均值= 42.6,标准差=5.9),在初步分析中排除了18名受试者。在此数据集中无法获得关于损伤前抑郁史或抗抑郁药物治疗的信息。

第二个数据集包括有首发神经损伤症状的卒中(缺血性或出血性)受试者,在卒中后3个月和1年使用GDSS量表评估抑郁症。但本研究仅使用了3个月的评估。在初步分析中,作者将GDSS≤5的受试者分为“非抑郁”, GDSS≥11的受试者分为“中度至重度抑郁”。这些临界值是基于GDSS原始作者设置的参数,其中GDSS≥11被归类为“确定抑郁”,而那些评分为> 5和< 11的被归类为“提示抑郁”。

结果14名受试者有中度至重度抑郁(平均GDSS12.0,标准偏差1.0),73名无抑郁(平均GDSS 2.2,标准偏差1.7),排除了13名有轻度或可疑抑郁。数据集包含了抑郁病前病史的信息,但不包含抗抑郁药物的信息。

第三个数据集由缺血性卒中患者组成,在卒中后3个月用PHQ-9进行评估。在初步分析中,作者将PHQ-9评分≤4的受试者划分为“不抑郁”, PHQ-9评分为≥10分的受试者划分为“抑郁”,参数是由PHQ-9的作者设定的。结果:5名受试者有中度至重度抑郁(平均PHQ-9 为13.0,标准偏差3.3),44名受试者无抑郁(平均PHQ-9 为 2.1,标准偏差1.4),排除14名受试者有轻度或可疑抑郁。该研究排除了中风前有精神病史(包括抑郁史)的受试者。

第四个数据集包括首发缺血性或出血性脑卒中的受试者,在卒中后一个月使用HADS量表评估抑郁。得分≥11的患者进行半结构化的临床访谈(MINI),以确定是否存在符合DSM-IV标准的重度抑郁症(卒中后出现重度抑郁症特征)或轻度抑郁症(卒中后出现抑郁特征)。

在初步分析中,作者根据之前公布的数据集分类将受试者分为“非抑郁症”和“重度抑郁症”。结果有7名研究对象患有重度抑郁症,38名对照组,排除被原作者归类为“轻度抑郁症的”6名被试。该数据集包含了抑郁症病变前病史的信息。在作者的分析中三个受试者在评估时均接受了抗抑郁药的治疗:一个受试者是对照组,另外两个在原始数据集中被归类为“轻度抑郁”(相当于他们分析中的“轻度或可疑抑郁”)。



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原文:

A Human Depression Circuit Derived From FocalBrain Lesions

JL Padmanabhan, D Cooke, J Joutsa, SH Siddiqi… -Biological …, 2019 - Elsevier

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