兒童青少年抑郁癥的腦電及影像學研究進展

安文軍，李金花，王和平

1.貴州師范學院教育科學學院，貴州貴陽市550018；2.華東師范大學教育學部特殊教育學系，上海市200062

抑郁癥是以情緒低落、哭泣、悲傷、失望、活動能力減退以及思維和認知功能遲緩為主要特征的一類情感障礙[1]，是兒童青少年期常見的心理衛生問題之一，發生率為2.5%～10%[2]。臨床表現在其他特殊兒童中也廣泛存在，是特殊教育需要面對的普遍問題之一。

本文綜述腦電研究(electroencephalographic study)、經顱多普勒(transcranial Doppler,TCD)、磁共振、正電子發射斷層掃描(positron emission tomography,PET)和單光子發射計算機斷層成像術(single-photon emission computed tomography,SPECT)等檢查技術對抑郁癥病因病理的研究成果，期望對抑郁癥的研究、診斷治療和教育等工作有所啟示。

1 腦電研究

腦電圖(electroencephalography,EEG)、腦電地形圖(brain electrical activity mapping,BEAM)和事件相關電位(event-related potential,ERP)等腦電技術對抑郁癥的研究已有較長歷史，并取得一些有價值的成果。

1.1 EEG

EEG能記錄大腦皮質神經細胞的生物電活動，判斷腦功能狀況，廣泛用于多種疾病的診斷和干預效果評估，包括抑郁癥。

現有研究大多認為，抑郁癥患者存在腦電異常，如θ波、β波增加，α波節律減慢。汪達山等[3]分析80例14～64歲抑郁癥患者的EEG，發現α波數量較少，電位減低，雜亂快波增多，腦F區和C區出現對稱性彌散性θ波增加或枕區α波節律不規則和減慢。王萍[4]觀察100例22～63歲抑郁癥患者，發現EEG異常占86%；其中，β活動增多者為68%，振幅40～80 μⅤ，還會出現α波指數下降或節律減慢、振幅降低，散發性低至中幅不規則θ波；部分患者出現6 Hz、14 Hz的正相棘波，光刺激反應不穩定或無反應，過度換氣時α指數稍增高等。

以上研究雖未聚焦青少年，但研究結果提示，抑郁癥患者在兒童青少年時期可能出現EEG異常，盡早檢測EEG可能有一定的臨床價值。

皮質激活模式研究發現，抑郁癥患者可能存在激活區域不均衡問題。Grünewald等[5]借助EEG對12～17歲抑郁癥患者進行對照研究，結果發現，左前側額葉α功率明顯小，未有效激活。這與廖智舟等[6]和Feng等[7]的研究結果一致。

Kemp等[8]比較靜息狀態抑郁癥患者、創傷后應激綜合征患者和健康被試的EEG數據后發現，相對于健康被試，抑郁癥患者的左側額葉激活程度相對更低。Jaworska等[9]評估抑郁癥患者和健康被試的靜息額葉和頂葉的α偏側化后發現，抑郁癥患者(特別是男性)額葉和頂葉的α振幅增大，左側額中回激活減弱，女性患者右側頂葉過度激活，情緒喚醒度升高。

可見，抑郁癥患者大腦某些區域的激活水平可能出現異常，并存在性別和個體差異，需要深入研究。

1.2 BEAM

BEAM是一種更先進的腦電生理研究技術，可對腦電信號進行三維定量分析。

當前，BEAM研究多集中于成人患者，兒童青少年研究較少，但對認識兒童青少年抑郁癥有重要參考價值。

凃人順等[10]對143例抑郁癥患者、86例正常對照者進行BEAM研究發現，抑郁癥組慢波頻帶(即δ和θ頻帶)的相對功率總值均高于正常對照組，抑郁癥組α1頻帶的相對功率總值均低于正常對照組，抑郁癥組所有導聯(δ+θ)/(α+β)的比值均不同程度地高于正常對照組。王瑞青等[11]對腦卒中后抑郁患者隨機進行正性或負性情緒刺激并做BEAM檢查后發現，患者的α波在額葉、顳葉和枕葉顯著呈現一種高激活狀態。錢衛娟等[12]對40例抑郁癥患者入院1周內行BEAM檢查后發現，患者的額葉腦波α1、δ和θ功率顯著高于常人，顳葉腦波α2、α3和γ功率顯著低于常人。

以上研究結果提示，對兒童青少年抑郁癥進行類似研究是必要的，可能為該群體的診斷和治療提供有價值的信息。

1.3 ERP

ERP是一種檢測外界信息刺激誘發的腦電變化技術，能客觀反映人腦高級心理活動，如注意、認知和情緒狀況等，是當前神經生理學和心理學等學科研究的重要技術之一，也用于抑郁癥的研究。

當前，ERP在兒童青少年抑郁癥領域的研究主要集中于情緒面孔、聽覺注意和反饋等方面。Li等[13]使用ERP研究兒童青少年抑郁癥患者的情緒面孔加工，結果發現，面對負性情緒的刺激，抑郁癥被試的P300幅度減小。Greimel等[14]使用ERP研究兒童青少年抑郁癥的聽覺選擇性注意，結果發現，面對目標音調的刺激，N100潛伏期和P200潛伏期更長；Feldmann等[15]也進行類似的研究，結果發現，面對目標音調的刺激，N200振幅降低。Bress等[16]使用ERP研究兒童青少年抑郁癥，結果發現，消極反饋和抑郁癥有顯著相關，即負面評價使抑郁癥程度更嚴重。

以上研究提示，兒童青少年抑郁癥患者的聽覺注意選擇能力不足，并受到獎勵機制的影響，因此研究中要特別關注其聽注意能力。

2 TCD

TCD是一項利用超聲波來檢測腦血流并反映腦代謝水平和功能狀況的技術，也用于抑郁癥的研究和患者腦健康水平的評估。

Puglisi等[17]利用TCD對76例抑郁癥患者的腦血流進行檢測發現，白質輕度病變20例、中度32例和重度24例，白質病變與抑郁癥狀之間存在顯著相關。Yu等[18]利用TCD對78例抑郁癥患者的腦血流進行檢測發現，隨著抑郁程度的加深，患者雙側大腦中動脈(middle cerebral artery,MCA)、大腦前動脈(anterior cerebral artery,ACA)和大腦后動脈(posterior cerebral artery,PCA)血流速度逐漸加快。王萍[4]用TCD觀察100例抑郁癥患者后發現，異常76例中，43%患者MCA和ACA血流速度明顯加快；35%患者兩側血流速度不對稱，流速不穩定，時快時慢；22%患者血流速度減慢，大腦供血不足，搏動指數增高、腦動脈硬化。

目前，抑郁癥的TCD研究對象多為成人患者，兒童青少年的研究值得嘗試。

3 磁共振研究

彌散張量成像(diffusion tensor imaging,DTⅠ)、功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRⅠ)和磁共振波譜分析(magnetic resonance spectroscopy,MRS)等檢查技術在抑郁癥方面的研究取得了一些有價值的成果。

3.1 DTⅠ

DTⅠ能有效研究腦白質神經纖維的結構和功能狀態。目前使用DTⅠ針對成人的抑郁癥研究較多，而針對兒童青少年的研究則相對較少。

Cullen等[19]利用DTⅠ對14例患有抑郁癥的青少年進行研究，發現抑郁癥患者存在額葉腦白質微結構的異常，這可能與白質纖維束變性、數目減少、膠質增生和神經包膜的完整性破壞有關。Guo等[20]對22例首次發作的反應性抑郁癥青少年進行研究，結果發現，各向異性分數(fractional anisotropy,FA)值高的區域(白質纖維束異常)主要存在于投射纖維和胼胝體。

利用DTⅠ研究兒童青少年抑郁癥有利于促進早期診斷和完善發病機制的研究。

3.2 fMRⅠ

fMRⅠ通過特定刺激，引起大腦皮質相應部位的神經活動(功能區激活)，并通過磁共振圖像來顯示。目前已有研究者用于兒童青少年抑郁癥。

兒童青少年抑郁患者腦部多個區域存在異常，特別是左側梭狀回部分，可能是情緒處理和知覺信息接收存在問題。潘奮等[21]認為，青少年抑郁癥患者負責早期處理視覺信息的腦區在處理情感相關視覺信號時效率更高。Ho等[22]對26例嚴重兒童青少年抑郁癥患者動態變形面孔的情緒識別能力進行研究，結果發現，他們表現出左側梭狀回激活顯著減弱等異常癥狀，這種減弱與更高的知覺處理效率相關。另一項fMRⅠ研究顯示，兒童青少年抑郁癥患者興趣缺失與面對快樂面孔時前額葉、扣帶回和島葉的興奮性相關[23]。Burkhouse等[24]利用fMRⅠ研究7～18歲兒童青少年抑郁癥患者父母的情緒處理及親子關系，結果發現，父母和兒童的背前扣帶皮質存在異常，特別是內隱情緒處理比較消極；因此，改變這種情緒處理方式可能會降低抑郁癥的發生。

3.3 MRS

MRS是一項可檢測機體活組織代謝水平的現代影像學研究技術，對人體基本無損傷，是神經科學研究的重要技術之一。利用MRS研究腦部N-乙酰天冬氨酸鹽(N-acetyl aspartate,NAA)、肌酸(creatine,Cr)、膽堿代謝物(Cho)和谷氨酸的變化成為最近研究的熱點。

Mao等[25]利用MRS研究24例兒童青少年抑郁癥患者，結果發現，抑郁癥組左側額葉白質NAA/Cr和右側額葉白質Cho/Cr低于對照組，而兩組前扣帶回灰質無差異。這與王濱等[26]研究得出的結論基本一致。Yang等[27]利用MRS對11例兒童青少年抑郁癥患者和11例健康人的腦部進行檢測，通過對比發現，抑郁癥組前額葉皮質的膽堿和肌酸存在異常。Taylor等[28]利用MRS對24例父母有抑郁病史但本身未患病的青少年(16～24歲)進行研究，發現實驗組頂枕葉灰質的谷氨酸水平較對照組高。

綜上所述，NAA、肌酸、膽堿和谷氨酸可能是抑郁癥發病機制的生物標志物。

4 PET

PET可以用來研究組織細胞的代謝水平，顯示組織功能的細微變化。該技術可探索抑郁癥患者腦血供、代謝和神經活動的特點。大量PET研究指出，抑郁癥患者均存在不同部位的腦血流灌注減低或增加的情況。

Savitz等[29]研究未經治療的抑郁癥患者PET腦顯像，發現左額葉腹側血流灌注減少、左側杏仁核血流灌注增加；并且Hamilton抑郁量表評分與左側杏仁核血流灌注呈正相關，與左額葉腹側血流灌注呈負相關。Phillips等[30]利用PET發現抑郁癥患者小腦和丘腦血流灌注減低。

利用PET對兒童青少年抑郁癥患者的研究很少，但這些研究數據可為其病因診斷提供借鑒和幫助，具有非常重要的臨床價值。

目前尚沒有資料證實兒童青少年小腦血流灌注是否同樣存在不同部位的減低或增加。PET作為一種診斷抑郁癥的技術，對臨床檢測罹患抑郁癥的危險因素和了解抑郁癥進展具有非常重要的價值。

5 SPECT

SPECT是一種電子計算機與旋轉式Y照相機和單一發射Y射線的放射性核素相結合的技術，通過檢測局部腦血流改變情況確定相應腦區的功能狀況。

國內外學者利用SPECT對抑郁癥患者的腦部血流灌注進行檢測，得出的結論基本一致。國外利用經顱磁刺激技術對抑郁癥患者進行治療，然后再利用SPECT檢測抑郁癥患者腦血流灌注的變化，結果發現，前額葉外側皮質無異常，但額葉內側皮質和雙側顳葉內側邊緣區之間的連接區域和前額葉皮質的腦血流灌注較低[31]。高德九等[32]的SPECT研究表明，20例抑郁癥患者在額葉、部分顳葉和丘腦的局部血流灌注明顯低于對照組，且額葉、頂葉和顳葉的血流不對稱。

由此可見，SPECT在抑郁癥患者局部腦血流變化的監測中具有重要價值，這同樣也有利于完善兒童青少年抑郁癥發病機制的研究。

6 小結與啟示

現有的腦電和影像學研究結果表明，抑郁癥患者的α、β、δ、θ波和ERP中的P300、P200、N100、N200等存在異常，皮質激活區域不均衡；患者額葉、顳葉等腦血流異常，額葉腦白質、左側梭狀回、前扣帶皮質等腦結構和代謝異常；NAA、肌酸、膽堿、谷氨酸等可能是引起抑郁癥病發的部分原因。以上結果對兒童青少年抑郁癥的研究、診斷治療和教育有一定的參考價值。

6.1 研究上的啟示

EEG、DTⅠ、fMRⅠ和MRS等腦電和影像學技術對兒童青少年抑郁癥的研究得出了一些可靠結果：患者大腦多個區域異常且激活不均衡，腦白質、左側梭狀回等腦結構和功能異常，NAA、肌酸、膽堿和谷氨酸水平異常。后續可進一步研究不同類型、性別、階段的兒童青少年抑郁癥患者，豐富兒童青少年抑郁癥的研究體系。

EEG、BEAM、TCD、PET和SPECT等腦電和影像學研究主要針對成人抑郁癥患者得出一些結果(α、β、δ、θ波異常，額葉、顳葉等腦血流異常)，針對兒童青少年的研究較少。隨著年齡的增長和腦的不斷發育，兒童青少年抑郁癥患者在腦異常的區域和表現形式上與成人可能存在一些差異。另外，上述影像學研究對人體無損傷，成本較低，因此隨著相關技術的進一步完善，可以兒童青少年抑郁癥患者為研究對象，研究其與成人患者的差異、上述特異性表現是否在兒童青少年期已經有所存在等問題。

6.2 診斷治療上的啟示

現有的EEG、DTⅠ、fMRⅠ和MRS等腦電和影像學研究表明，兒童青少年抑郁癥患者大腦多個區域異常且激活不均衡，腦白質、左側梭狀回等腦結構和功能異常，NAA、肌酸、膽堿和谷氨酸水平異常。

以上研究結果在臨床上可作為兒童青少年抑郁癥診斷和治療效果評定的依據。診斷方面，上述結果能從影像學角度提供一些評價指標，并與臨床常用的量表評估、心理行為觀察等[33-34]相佐證，更有利于確定抑郁癥的嚴重程度、損傷部位等。治療方面，在治療前、中、后輔以影像學檢查，能直觀監控治療的有效性。

6.3 教育上的啟示

上述腦電、磁共振等研究在兒童青少年抑郁癥患者中取得了一些可靠的結果，這些結果可為他們的教育及其研究提供重要的參考價值。

其一，創設積極反饋的情境。ERP研究表明，兒童青少年抑郁癥與消極反饋存在顯著相關，即負面評價使他們的抑郁癥程度更嚴重。因此，家長和老師需提高意識，創造能夠取得成功、獲得積極反饋的情境和事件，這可能有利于腦功能的發展和康復。

其二，提高腦的代謝水平和注意喚醒水平。EEG、DTⅠ、fMRⅠ和MRS等腦電和影像學研究表明，兒童青少年抑郁癥患者的腦白質、左側梭狀回等結構和代謝水平異常，影響到兒童腦功能的發展；ERP和fMRⅠ等研究表明，他們的聽覺選擇性注意、情緒處理能力不足，注意喚醒水平不高。因此在實際的教育教學中，教師應注意設計多種形式、多種領域的教學活動，使他們在整個活動中不斷適應新的變化，活化大腦，提高腦的代謝水平和注意喚醒水平。

其三，使用影像學技術證明干預的有效性。EEG、ERP等腦電和DTⅠ、fMRⅠ、MRS等磁共振研究表明，兒童青少年抑郁癥患者大腦區域激活水平異常，腦白質、左側梭狀回等多個腦區結構和功能異常，NAA、肌酸、膽堿和谷氨酸異常，聽覺選擇性注意、情緒處理異常，并受到獎勵機制的影響。因此，除了對藥物干預、認知行為干預、心理輔導等主要干預方法進行常見的量化、質性研究[35-37]以外，還可以在干預前、中、后期介入腦電、磁共振等可靠的影像學研究技術和指標，以證明上述干預方法的有效性。