本篇文献分享发表于European Archives of Psychiatry and Clinical Neuroscience期刊，第一作者为Sebastian Walther，共同第一作者为Niklaus Denier，通讯作者为Tobias Bracht。本公众号所发布内容旨在与大家分享学术新知，促进交流学习，版权归原作者或原出处所有，感谢各位学者的辛勤成果。

1.引言

精神运动障碍在重型抑郁障碍(MDD)患者中较为常见。《精神障碍诊断与统计手册（第五版）》报告了与精神运动障碍相关的症状：精神运动性迟滞/激越以及对先前喜爱活动的兴趣丧失。精神运动性迟滞的发生率高于精神运动性激越，主要表现为言语和思维速度减慢以及动作减少。研究证实， MDD 患者及缓解期抑郁症患者中均存在体力活动减少的精神运动性迟滞现象。在抑郁心境型抑郁症患者中，精神运动性迟滞表现尤为显著——该抑郁亚型具有更明显的生物学改变特征，且经抗抑郁药物治疗后症状严重程度的改善程度可能更大。此外，精神运动性迟滞可作为电休克(ECT)治疗疗效的预测指标。

尽管精神运动性迟滞在抑郁症患者中较为常见，但针对该现象的行为学评估或神经生物学基础的研究仍较为有限。腕部活动记录仪研究显示，MDD患者的日常活动量减少与抑郁症状严重程度相关。此外，体力活动减少还与运动系统核心组成部分（尤其是扣带回运动区(CMA)和辅助运动区(SMA)的静息灌注降低或白质通路改变相关。

运动行为主要受到由基底节、小脑、初级运动皮层和辅助运动皮层所构成的网络调控。对动机驱动和目标导向行为至关重要的其他脑区包括前额叶皮层(PFC)和前扣带回皮层(ACC)。PFC和ACC均与边缘系统脑区（如杏仁核、海马）有密切联系。前扣带回皮层在行动-结果学习中起着重要作用，尤其是扣带回运动区整合了奖赏结果信息和行动信息，并投射至前运动皮层区域。已有研究报道抑郁症患者PFC, ACC, CMA 和 SMA存在结构和功能改变。从功能上看，这些异常可能导致动机和驱动力缺乏，从而引发精神运动迟滞。

静息态脑血流量可以反映局部脑代谢状态的改变。神经活动发生改变的脑区可能会与其他脑区形成不同的功能连接模式。本研究采用多模态功能磁共振成像方法，旨在：(1)比较MDD患者与健康对照运动网络脑血流量(CBF)的差异，假设患者运动区CBF降低；(2)探讨CBF改变与静息态功能连接(rs-FC)变化的关系；(3)分析运动网络内CBF及rs-FC改变与精神运动性迟滞严重程度的相关性。

2.方法

2.1受试者

在瑞士伯尔尼大学精神病学与心理治疗大学医院招募了36名处于抑郁状态的受试者。本研究的纳入标准包括：根据《精神障碍诊断与统计手册(DSM-5)》诊断为重型抑郁障碍(MDD)、完成核心精神运动改变评估问卷(CORE)、年龄介于18至65岁之间，以及通过爱丁堡利手问卷评估为右利手。采用简明国际神经精神访谈量表(MINI)筛查精神共病，并使用DSM-IV轴II结构化临床访谈(SCID-II)筛查人格障碍，存在上述情况者被排除。研究排除了患有神经系统疾病及存在MRI检查禁忌症（如幽闭恐惧症）的受试者。研究采用21项汉密尔顿抑郁量表(HAMD)和21项贝克抑郁量表自评版(BDI-II)评估抑郁严重程度。为了评估精神运动性迟滞，此研究采用CORE问卷中与运动行为相关的4个条目评分之和：第3项（姿势松懈）、第10项（身体不动）、第13项（动作缓慢）和第15项（运动活动延迟），此组合排除了语言相关条目。36名患者中，32人正在服用抗抑郁药物（选择性5-羟色胺再摄取抑制剂：7例；5-羟色胺去甲肾上腺素再摄取抑制剂：13例；安非他酮：3例；三环类抗抑郁药：8例；反苯环丙胺：1例）。17名患者采用了增效治疗策略，其中13人使用锂剂，4人使用非典型抗精神病药。此外，2名患者服用唑吡坦。本研究纳入19名右利手健康对照者(HC)，其评估标准与患者组完全一致。入选标准为通过简易精神状态检查量表(MINI)评估确认无精神障碍或精神障碍病史。所有受试者均签署书面知情同意书。本研究经伯尔尼当地伦理委员会批准。

2.2 MRI数据采集

在瑞士伯尔尼的瑞士转化与创业医学研究所（SITEM）使用3T特斯拉MRI扫描仪（Magnetom Prisma，西门子，德国埃尔朗根）及64通道头颈部线圈采集了脑结构与功能数据。

解剖学数据采集采用三维T1加权MP2RAGE序列，参数设置如下： FOV =256×256 mm²，矩阵尺寸=256×256，层厚=256，体素分辨率=1×1×1 mm³，重复时间/回波时间=5000/2.98 ms，回波时间=700 ms，T2时间=2500 ms。

为计算脑血流量，采用带有PICORE Q2TIPS技术的脉冲动脉自旋标记序列采集数据。PASL序列的基本参数如下：视野=230×230 mm²，矩阵=64×64，层数=22，体素分辨率=3.6×3.6×6.0 mm³，重复时间/回波时间=3300/13 ms，翻转角=90°，PICORE Q2T灌注模式。共采集90对标记/对照容积，方向为轴位，标记脉冲持续时间（TI1）为700 ms饱和，反转时间（TI2）为2200 ms，在TI2期间标记的血液灌注脑组织，导致MR信号降低。

此研究采集了8分钟连续静息态血氧水平依赖功能磁共振成像扫描，条件为“闭眼”，以测量脑区之间的功能连接性。图像采集基于平面回波成像，参数如下：480个容积，每个容积48层，视野=230×230 mm²，矩阵=94×94，体素分辨率=2.4×2.4×2.4 mm³，重复时间=1000 ms，回波时间=30 ms。

为计算场图，采用双回波扰相梯度回波序列采集了幅值图像和相位图像，参数如下：重复时间=500 ms，回波时间=4.92/7.38 ms，体素分辨率=2.4×2.4×2.4 mm³，翻转角=60°。

2.3脑血流量的计算

为计算皮层脑血流量，采用自主研发的 MATLAB 脚本（MATLAB R2023a，美国MathWorks公司）对 PASL 数据（180幅标记图像与对照图像）进行分析。首先对原始 PASL 体积数据进行校正以最小化运动伪影影响，随后对所有重新配准的体积数据应用场图校正。最终采用以下公式计算 CBF：。其中∆M为差异信号（对照组-标记组），M0为平衡状态下脑组织的磁化强度，Tib=1650 ms为3T特斯拉磁场下标记血液的衰减时间。为提高信噪比，此研究计算了时间序列的平均CBF 值。然后，将这些平均图与T1加权结构图像进行配准并利用DL+DiReCT方法（个体空间，AsegAtlas）生成的二值化掩模在灰质区域分离CBF。最后采用SPM12软件将个体灰质CBF标准化至MNI空间。对标准化后6 mm半高全宽平滑核进行平滑处理，以减少部分容积效应。采用双样本t检验比较组间CBF差异。年龄和性别作为协变量纳入分析，采用FWE校正，体素阈值设定为p值 < 0.001，团块阈值p < 0.05。

2.4功能连接计算

使用CONN 21a工具箱分析静息态fMRI数据。预处理步骤包括：EPI图像与T1加权MP2RAGE图像的配准、分割、标准化至MNI空间，以及使用8 mm半高全宽平滑核进行平滑。应用带通滤波(0.008-0.09 Hz)以去除生理信号干扰，并回归分割后的白质和脑脊液内的5个时间序列以及12个头动参数。采用CONN中实现的伪影检测工具箱(ART)对全局BOLD信号或帧间位移(FD)高于第95百分位数的异常体积进行剔除处理。对于每个受试者，此研究计算了FD和DVARS的平均值，即经时间差分处理后BOLD信号的空间均方根值。

使用CBF组间差异显著团块的二值化掩膜作为种子点，进行基于种子点的静息态功能连接图计算。组间分析中，以年龄、性别、平均FD和平均DVARS作为协变量，进行FC的比较，体素阈值设定为p < 0.01，在团块水平上进行FDR多重比较校正，阈值设定为p < 0.05。

2.5相关分析

患者组内，此研究以精神运动性迟滞（CORE问卷第3、10、13、15项之和）为变量，对CBF图和基于种子点（种子点为后验二值化掩膜）的rs-FC图进行全脑线性回归分析。统计阈值设定如下：体素阈值p < 0.01，团块水平采用FWE校正(p < 0.05)。在分析CBF图时，将年龄和性别作为协变量进行校正；在分析rs-FC图时，将年龄、性别、平均FD和平均DVARS作为协变量进行校正。

2.6临床及人口学数据的统计分析

使用SPSS 28.0统计软件分析患者与健康对照的临床特征和人口学数据，连续变量和分类变量分别采用独立t检验或χ²检验。为评估显著性发现的效果量，此研究使用以下公式计算Cohen's d：，其中T是显著团块中差异估计值与其标准误的比值，n是纳入分析的受试者数量。

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3.结果

3.1受试者人口统计学特征与临床特征

患者与健康对照在年龄和性别上无显著差异（临床和人口学特征详见表1）。6名患者符合长期抑郁标准（持续时间为8至27年）。

3.2组间脑血流量差异

组间比较发现，患者组在双侧CMA区域的CBF低于健康对照（MNI坐标（x, y, z）：4, 8, 26，团块大小（体素数）：674，p-FWE：0.009，T = 4.24，Cohen's d = 0.57，中等效应量）。见图1。

图1标准化 MNI 空间中灰质区域 CBF 的组间差异。

3.3组间功能连接差异

结果显示患者组相比健康对照，在双侧额上回和额中回（位于辅助运动区外侧部分）的rs-FC增强（Cohen's d = 0.50，中等效应量），在与左侧颞极的rs-FC降低（Cohen's d = 0.56，中等效应量）。详见表2和图2。

图2基于扣带回运动区的rs-FC组间差异图。

3.4相关分析

在患者组内，此研究发现精神运动性迟滞越严重，扣带回运动区与左侧辅助运动区（MNI坐标（x, y, z）：-26 -8 46，团块（体素数）：455，p-FWE：0.0031，Cohen's d = 0.65，中等效应量）之间的功能连接就越强。具体来说，这个左侧辅助运动区的位置在中央前回、额中回和额上回这一带。另外，此研究还发现：扣带回运动区的血流量高低，跟精神运动性迟滞的严重程度之间没有明显的关联。见图3。

图3患者组精神运动性迟缓与基于CBF种子点功能连接（rs-FC）相关性分析。

4.讨论

本研究探讨了局部CBF的改变是否与rs-FC及抑郁症患者的精神运动性迟滞相关。在抑郁症患者中，此研究发现双侧扣带回运动区（前扣带回皮层的一个区域，对运动的规划和启动至关重要）的CBF降低。然而，患者精神运动性迟滞的严重程度与扣带回运动区CBF无相关性。此外，抑郁症患者扣带回运动区与双侧辅助运动区之间的rs-FC增强。另外，在患者组内，扣带回运动区与左侧辅助运动区之间的rs-FC增强与精神运动性迟滞呈正相关。

本研究结果提示扣带回运动区（前扣带回皮层的一个脑区）在抑郁症病理生理学中的核心作用。前扣带回皮层整合来自边缘系统的信息，特别是嘴侧前扣带回皮层，它接受来自杏仁核、海马、腹侧纹状体的信息输入，这些区域与抑郁症的神经生物学密切相关。扣带回运动区整合来自前扣带回和后扣带回的信息，并投射至辅助运动区，该区域对运动行为的启动和抑制至关重要。本研究发现扣带回运动区CBF降低，补充了既往一项ASL研究的结果，该研究指出前扣带回皮层CBF与抑郁症患者的淡漠呈负相关。另一项研究证明了扣带回运动区CBF对抑郁症体力活动的特定作用。抑郁症的精神运动性迟滞也与脑岛、额叶脑区和辅助运动区的CBF改变相关。

总体而言，抑郁症患者CBF升高和降低的发现广泛分布于多个脑区，其功能意义仍有待阐明。扣带回运动区CBF降低表明该区域脑代谢发生改变，提示进出该脑区的信息流存在异常。事实上，除了此研究发现扣带回运动区CBF降低外，此研究还发现抑郁症患者扣带回运动区与双侧额上回和额中回（位于辅助运动区外侧部分）之间的rs-FC增强。扣带回运动区与左侧辅助运动区之间rs-FC的增强与患者更严重的精神运动性迟滞相关。精神运动性迟滞被认为源于大脑运动网络内的多种改变，包括扣带回运动区、辅助运动区、初级运动皮层、丘脑、小脑和基底节等组成部分。事实上，既往单模态研究已显示这些组成部分或其连接的白质通路存在改变。在伴有精神运动性迟滞的抑郁症中，丘脑与初级运动皮层/辅助运动区、辅助运动区与初级运动皮层、以及丘脑与壳核之间的rs-FC增强。与这些连接模式一致，本研究提供了关于扣带回运动区CBF和连接性的信息。研究结果表明，精神运动性迟滞不能简单地归因于扣带回运动区CBF降低，而更可能是运动回路内连接性改变的结果。扣带回运动区与辅助运动区之间的异常耦合可能与驱动力缺乏和日常活动减少有关，这些是抑郁症患者常见的特征。运动回路的神经活动在精神运动障碍患者中发生改变。精神运动性迟滞的整体行为表现可能源于某些组成部分的活动不足，或回路内同时存在的活动增强。回路组成部分之间的相互作用具有抑制性和兴奋性效应，在系统内保持平衡。在抑郁症中，此研究推测这种平衡被打破。然而，确切的机制仍有待阐明。尽管如此，对精神运动性迟滞精神分裂症的研究提示了一些跨诊断的共性，特别是与辅助运动区和小脑连接相关的共性。最后，皮层运动区的改变以及运动回路内密集的连接性，为非侵入性脑刺激技术改善精神运动性迟滞或减慢提供了前景。

最后，本研究存在一些局限性。首先，样本量相对较小。可能需要更大的样本量来证实可重复的结果。然而，此研究通过检查异常值和应用严格的多重比较校正，努力降低假阳性结果的风险。效应量（Cohen's d > 0.5）也支持此研究研究结果的可信度。其次，大多数患者正在服用抗抑郁药物，这可能会影响运动行为以及CBF和rs-FC的测量。第三，没有客观的运动活动测量指标（如腕部活动记录仪），无法评估访谈情境之外的自发运动活动。第四，此研究对CBF降低的扣带回运动区进行了后续的rs-FC分析，并将其与精神运动性迟滞相关联。然而，扣带回运动区的CBF降低与精神运动性迟滞无相关性。因此，这一发现并不意味着对精神运动性迟滞具有特异性。第五，此研究选择了一种数据驱动的方法（CBF降低）来研究与精神运动性迟滞相关的功能网络。因此，所识别的与精神运动性迟滞相关的网络远非完整，其他与运动行为相关的结构（如基底节、小脑）未纳入此研究的分析。总之，此研究的分析表明，扣带回运动区灌注减少以及扣带回运动区与辅助运动区之间rs-FC增强，与抑郁症患者的精神运动性迟滞相关。鉴于前扣带回皮层在情绪处理和行动规划中的整合作用，以及抑郁症患者前扣带回皮层结构和功能改变的频繁报道，这一发现具有高度的合理性。此外，扣带回运动区在运动回路中具有关键作用。