本研究Cognitive remediation therapy modulates intrinsic neural activity in patients with major depression發(fā)表于2019年的Psychological Medicine(IF:6.9)。來自海德堡大學(xué)的Isabella Schneider等人為第一作者。

摘要

背景：認知障礙是重度抑郁癥(MDD)的一個核心特征。認知矯正治療(CRT)可能改善重度抑郁癥患者的認知，但迄今為止，潛在的神經(jīng)機制尚不清楚。本研究調(diào)查了重度抑郁癥患者認知矯正治療后內(nèi)在神經(jīng)活動的變化。

方法：本研究采用縱向設(shè)計，使用靜息狀態(tài)功能磁共振成像(rs-fMRI)檢查了20名存在認知障礙的重度抑郁癥患者和18名健康被試(HC)。讓重度抑郁癥患者接受為期5周的認知矯正治療(CRT)，在第一次治療前和最后一次治療后均采用維也納心理測試系統(tǒng)(VTS)進行認知功能評估，并計算全腦FALFF低頻振幅的分數(shù)幅度。采用單變量方法分析區(qū)域特異性效應(yīng)，采用多變量數(shù)據(jù)分析策略研究功能網(wǎng)絡(luò)強度(FNS)。

結(jié)果：CRT治療后MDD患者認知功能明顯改善。基線比較顯示，與HC組相比，MDD組右側(cè)尾狀核活動增加，左側(cè)額葉皮層、頂葉、島葉和楔前葉活動減少。患者在基線時雙側(cè)前額葉系統(tǒng)FNS減少(p≤0.05)。在重度抑郁癥患者中，CRT后右側(cè)額下回固有神經(jīng)活動增加(p≤0.05)。左側(cè)頂葉下小葉、左側(cè)島葉、左側(cè)楔前葉和右側(cè)尾狀核活動與認知改善有關(guān)(p≤0.05)。進行CRT治療后，患者前額葉網(wǎng)絡(luò)強度增加，但這種增加與認知能力的改善無關(guān)。

結(jié)論：研究結(jié)果表明前額葉皮層的內(nèi)在神經(jīng)活動可能是MDD患者進行認知矯正治療后認知改善的中介。

01 研究背景

認知缺陷（注意力、記憶和執(zhí)行功能等的損傷）是重度抑郁癥(MDD)患者在臨床上經(jīng)常出現(xiàn)的癥狀。但是，由于藥物治療或心理治療對很多患者的治療效果有限，目前治療重度抑郁癥患者的認知功能障礙是一項重大的臨床挑戰(zhàn)。

認知矯正治療(CRT)目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于治療精神分裂癥，也用于社區(qū)或醫(yī)院中其他疾病的治療。一項元分析的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，計算機認知訓(xùn)練對注意力、工作記憶和大腦整體功能具有良好的的影響。此外，進一步的證據(jù)也證實，CRT與抑郁癥狀改善和日常功能恢復(fù)相關(guān)。盡管越來越多的證據(jù)表明，CRT可以作為重度抑郁癥的一種治療選擇，但迄今為止的研究數(shù)量較少，目前還無法做出CRT可以恢復(fù)日常功能或減輕抑郁癥狀的明確聲明。

靜息狀態(tài)功能磁共振成像(rs-fMRI)是一種檢測內(nèi)在神經(jīng)活動（即在沒有外在認知需求的情況下的神經(jīng)活動）的方法。幾項橫向研究發(fā)現(xiàn)，大腦內(nèi)在神經(jīng)活動與認知，特別是注意力、執(zhí)行功能和記憶之間存在關(guān)聯(lián)。然而，盡管認知在重度抑郁癥中具有臨床意義，但迄今為止很少有研究試圖將重度抑郁癥患者的認知功能障礙與內(nèi)在神經(jīng)活動聯(lián)系起來。除此之外，對重度抑郁癥患者認知矯正的縱向研究也較為缺乏，與重度抑郁癥改善相關(guān)的神經(jīng)機制目前尚不清楚。

02研究方法

01 參與者

本研究最終納入統(tǒng)計分析的被試是20名存在認知障礙的重度抑郁癥患者和18名健康成年人。所有被試通過貝克抑郁量表(BDI)和漢密爾頓抑郁評定量表(HAMD)評估抑郁程度。

02 神經(jīng)心理評估

神經(jīng)心理學(xué)基線評估主要采用奧地利的Schuhfried公司研發(fā)、深圳瀚翔腦科學(xué)技術(shù)股份有限公司全國總代理的“維也納心理測試系統(tǒng)”(VTS)。本研究中選取的測試項目如下表所示：

將所有測試的原始分數(shù)轉(zhuǎn)化為z分數(shù)，z分數(shù)越高表明認知表現(xiàn)越好。并對領(lǐng)域得分取平均值，形成神經(jīng)認知綜合得分。同時，計算可訓(xùn)練測試綜合分數(shù)(TTCS：WAFA, WAFS, WAFG，Nback, ToL, Go-Nogo得分的平均值)和綜合評分(GCS：計算注意力均值、學(xué)習(xí)記憶均值、執(zhí)行功能均值、信息處理速度均值)。

03 認知訓(xùn)練

MDD患者每周進行3次認知訓(xùn)練，每次60分鐘，同時，每周進行1次30分鐘的補償性訓(xùn)練和轉(zhuǎn)移，一共進行5周。訓(xùn)練過程中，患者至少要參加15個培訓(xùn)課程中的12個。本研究使用CogniPlus(CPS,奧地利Schuhfried公司生產(chǎn)，國內(nèi)由深圳瀚翔腦科學(xué)技術(shù)股份有限公司總代理)訓(xùn)練系統(tǒng)來進行認知功能訓(xùn)練。該系統(tǒng)能夠識別參與者的認知能力，并自動調(diào)整訓(xùn)練難度。本研究采用CPS對MDD患者的分散性注意、選擇性注意、警覺性、工作記憶、反應(yīng)抑制、計劃和行動技能進行訓(xùn)練，而HC（健康組）組沒有接受認知訓(xùn)練。

04 MRI數(shù)據(jù)采集

在干預(yù)前和干預(yù)后(即認知訓(xùn)練5周后)使用位于海德堡大學(xué)神經(jīng)放射學(xué)系的3t西門子Magnetom TIM Trio MR掃描儀進行MRI靜息態(tài)掃描。

05 MRI 數(shù)據(jù)預(yù)處理

使用基于統(tǒng)計參數(shù)映射(SPM12)的靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)處理助手(DPARSF)和基于MATLAB實現(xiàn)的腦成像數(shù)據(jù)處理與分析工具箱(DPABI)進行MRI數(shù)據(jù)預(yù)處理。

06 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS19.0進行獨立樣本t檢驗分析連續(xù)變量、采用χ2檢驗變量以研究在人口統(tǒng)計學(xué)、BDI和HAMD得分上的組間差異。此外，采用SPSS19.0進行CRT效果的分析時，使用帶有Bonferroni校正的配對樣本t檢驗以進行多重檢驗。使用多變量數(shù)據(jù)分析策略，即“基于源的形態(tài)計量學(xué)”，探索功能網(wǎng)絡(luò)強度(FNS)；采用SBM算法,使用單個的fALFF圖，計算空間ICA。

03 研究結(jié)果

01 人口統(tǒng)計學(xué)和臨床評分

如表1所示，重度抑郁癥組與健康組在性別、年齡和受教育程度上沒有顯著差異。

表1 重度抑郁癥患者(MDD)和健康對照組(HC)的人口統(tǒng)計學(xué)和臨床評分

02 認知矯正治療

如表2所示，重度抑郁癥患者在接受CRT治療后，在注意力、學(xué)習(xí)和記憶、執(zhí)行功能、TTCS、GCS等測試的表現(xiàn)均有顯著提升。

表2 重度抑郁癥患者的神經(jīng)生理學(xué)結(jié)果

03 Rs-fMRI結(jié)果

基線比較

MDD患者表現(xiàn)為右側(cè)尾狀核的fALFF增加，以及左側(cè)內(nèi)側(cè)眶額皮質(zhì)(OFC)、左側(cè)額中回(MFG)、左側(cè)額下回(IFG)、左側(cè)頂葉下小葉(IPL)、左側(cè)島葉和左側(cè)楔前葉的fALFF降低(表3，圖1a)。

表3 分別對各自的ROI進行SVC校正后FWE校正p < 0.05的腦區(qū)

圖1 MDD患者與健康對照組(HC)的平均fALFF值在各腦區(qū)的差異

在FNS方面，從11個IC中鑒定出1個IC，與基線對照相比，MDD患者的FNS顯著降低(T36=-2.71, p=0.010)。該部分包括雙側(cè)內(nèi)側(cè)、下額回和中額回、右側(cè)顳上回和IPL、左側(cè)楔前葉和中央前皮質(zhì)(見表4和圖2)。

表4 雙側(cè)前額葉系統(tǒng)顯示，基線時HC組和MDD組之間的網(wǎng)絡(luò)強度降低，而CRT治療后MDD患者的網(wǎng)絡(luò)強度顯著增加

圖2 MDD患者對CRT治療反應(yīng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)

MDD組的縱向變化

與基線相比，重度抑郁癥患者在認知訓(xùn)練后右側(cè)IFG的fALFF增加(表3;圖1 b)；在FNS方面，MDD患者進行CRT后前額葉網(wǎng)絡(luò)顯示FNS增加(T19=-4.38, p<0.001)。

HC組的縱向變化

在進行5周的治療后，MDD患者顯示右側(cè)尾狀核的fALFF值升高(表3)。對于前額葉網(wǎng)絡(luò)，HC組未發(fā)現(xiàn)FNS隨時間的顯著增加(T17=0.14, p=0.890)。

MDD組與HC組的縱向變化比較

與HC組相比，MDD患者在左PCG和左IFG組成的簇中顯示出fALFF值的增加，在左IPL中顯示出減少的右尾狀核活動(表3，圖1b)。

大腦與行為的關(guān)系

對于基線測量，在MDD組中，右尾狀核的fALFF值與學(xué)習(xí)和記憶(r =0.47, p=0.036)以及信息處理(r=0.46, p=0.041)之間存在顯著的正相關(guān)。左側(cè)內(nèi)側(cè)OFC活動與學(xué)習(xí)記憶呈正相關(guān)(r= 0.48, p= 0.031)，左側(cè)MFG活動與學(xué)習(xí)記憶呈正相關(guān)(r=0.51, p=0.019)。

在MDD組的縱向變化方面，右尾狀核fALFF值的差異得分與學(xué)習(xí)記憶的差異得分存在顯著相關(guān)(r=-0.499, p=0.025)。左IPL (r=0.47, p= 0.038)、左島葉(r=0.47, p=0.04)、左楔前葉(r=0.52, p=0.019)的基線fALFF值也與注意差異得分呈正相關(guān)。CRT治療前后FNS差異與認知無顯著相關(guān)。

04 研究結(jié)論

本研究考察了在5周內(nèi)接受認知矯正治療(CRT)的重度抑郁癥患者內(nèi)在神經(jīng)活動的縱向變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：

1.存在認知障礙的重度抑郁癥患者使用CPS訓(xùn)練系統(tǒng)進行CRT治療后，采用VTS進行認知能力評估，結(jié)果發(fā)現(xiàn)注意力、學(xué)習(xí)和記憶、執(zhí)行功能、TTCS、GCS等測試的表現(xiàn)得到顯著改善。

2.CRT伴有內(nèi)在神經(jīng)活動的改變，主要發(fā)生在右下額葉皮層，IPL和尾狀核。CRT也導(dǎo)致雙側(cè)前額葉網(wǎng)絡(luò)FNS增加。

3.患者在進行CRT后，內(nèi)在神經(jīng)活動呈現(xiàn)出“正常化”趨勢，即向健康對照組(HC)表現(xiàn)出的活動水平靠攏。

4.患者內(nèi)在神經(jīng)活動(左IPL、左島葉、左楔前葉和右尾狀葉)的縱向變化與認知能力的改善部分相關(guān)。

在基線時，與HC組相比，MDD患者右側(cè)尾狀核的fALFF值更大，左側(cè)內(nèi)側(cè)OFC、左側(cè)MFG、左側(cè)IFG、左側(cè)IPL、左島葉和左楔前葉的fALFF值更低。重度抑郁癥中，左內(nèi)側(cè)OFC與認知，特別是學(xué)習(xí)和記憶有關(guān)。MFG的內(nèi)在活動與學(xué)習(xí)和記憶有關(guān)，這表明MFG基線活動的紊亂與MDD患者的認知功能有關(guān)。

本研究揭示了CRT對于MDD患者內(nèi)在神經(jīng)活動改變的積極影響，并發(fā)現(xiàn)了幾個與重度抑郁癥認知功能障礙有關(guān)的區(qū)域，這些區(qū)域都與治療后的效果有關(guān)。

本研究的發(fā)現(xiàn)還需要重復(fù)和進一步研究，同時，關(guān)于認知訓(xùn)練對大腦結(jié)構(gòu)或外在活動(即由認知激活任務(wù)引起的激活)的影響還需要進行更多的數(shù)據(jù)補充。