脑电图(EEG)所显示的微状态动态表明,在药物未使用的大抑郁症患者中,随着焦虑严重程度的增加,感觉运动网络的功能障碍逐渐加重

《Journal of Affective Disorders》:EEG microstate dynamics reveal progressive sensorimotor network dysfunction across levels of anxiety severity in drug-na?ve major depressive disorder

【字体: 时间:2026年02月12日 来源:Journal of Affective Disorders 4.9

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  抑郁症患者焦虑严重程度与EEG微状态关联研究,采用静息态EEG微状态分析发现B类微状态持续时间普遍低于健康对照,G类微状态参数及非随机过渡对数随焦虑程度加重而显著变化,提示前默认模式网络和感觉运动网络动态失衡与焦虑症状加重相关,为神经电生理标志物开发提供新依据。

张振东|李和华|黄圆圆|何宇航|徐 Wanting|吴静平|尹云|冯世轩|刘晨宇|林世松|张丽达|吴凯|吴春风
广州医科大学附属脑医院,中国广州,510370

摘要

焦虑症状在重度抑郁症(MDD)中非常普遍,并显著影响临床结果,然而导致焦虑严重程度的神经生理机制仍不清楚。为了描述与不同焦虑严重程度相关的神经生理变化,我们使用了静息态脑电图(EEG)微状态分析方法。研究对象包括113名具有不同焦虑程度的MDD患者(DDA)和60名健康对照组(HC)。根据汉密尔顿焦虑量表,患者被分为轻度(DDLA)、中度(DDMA)和重度(DDSA)三组。K均值聚类分析确定了七个微状态类别(A–G)。与健康对照组相比,所有患者组的微状态B持续时间均缩短,表明抑郁患者存在视觉网络功能障碍。微状态G——对应于感觉运动和内感受网络——显示出明显的渐进性变化,其持续时间、发生频率和覆盖范围从DDLA到DDMA再到DDSA逐渐增加。与非随机转换对的数量相比,患者组中的非随机转换对减少(DDLA组:22对,DDMA组:16对,DDSA组:18对),且这种减少随着焦虑程度的增加而逐渐加剧。焦虑程度与微状态D、F和G之间的转换显著增加有关(这些微状态分别代表执行控制网络、前默认模式网络和感觉运动网络)。在DDA患者中,微状态G的参数与焦虑程度呈正相关。微状态G可能在神经生理层面上反映抑郁患者的焦虑严重程度,而D–F–G网络的渐进性破坏反映了与焦虑共存的大规模脑网络的累积失调。这些发现可能对生物标志物的开发和针对性干预措施具有意义。

引言

重度抑郁症(MDD)的特点是症状异质性显著,其中焦虑症状是最常见且具有临床意义的维度之一。即使没有正式诊断为共病焦虑障碍,也有50–75%的MDD患者表现出符合DSM-5焦虑标准的症状(Hopwood, 2023; Otsubo et al., 2021)。这些焦虑症状的严重程度极大地影响了临床结果,包括疾病慢性化、自杀念头、功能损害和治疗反应(Choi et al., 2020; Gaspersz et al., 2017)。然而,MDD中焦虑严重程度背后的神经生理机制仍不清楚,这限制了基于严重程度信息的精准干预措施的发展。
近年来,神经影像学研究大大提高了我们对MDD和焦虑障碍中脑网络变化的理解。在MDD中,静息态fMRI研究表明默认模式网络(DMN)的连接性发生改变,这与过度沉思和负面自我参照处理有关(Tozzi et al., 2021; Zhou et al., 2020)。在焦虑障碍中,fMRI研究显示显著性网络(尤其是前岛叶)的激活增强,该区域是内感受意识和威胁检测的核心枢纽(Schimmelpfennig et al., 2023; Seeley, 2019)。然而,尽管在独立描述每种障碍方面取得了显著进展,但焦虑抑郁背后的神经机制仍不清楚(Nawijn et al., 2022; Zhou et al., 2024)。此外,fMRI的时间分辨率有限,难以捕捉脑网络重组的亚秒级动态。相比之下,EEG微状态分析提供了毫秒级的时间分辨率,为研究焦虑抑郁中的大规模网络状态的快速时间动态提供了补充方法。
脑电图(EEG)微状态分析是一种非侵入性方法,可以以毫秒级分辨率表征大规模网络动态。微状态研究表明,头皮电位图在60–120毫秒内保持相对稳定,然后迅速切换到不同的配置;这些短暂片段可以使用数据驱动算法聚类为离散的典型状态(Michel and Koenig, 2018)。经典的四种微状态拓扑图(A–D)可以解释静息态EEG大约70–80%的场功率方差,并在不同样本间具有良好的重复性(Britz et al., 2010)。在抑郁症中,微状态D的参数(持续时间、发生频率和覆盖范围)减少与执行功能障碍的严重程度相关(Qin et al., 2025)。先前的研究,包括我们最近的工作,进一步表明MDD中的微状态D与症状严重程度相关(He et al., 2025; Murphy et al., 2020b; Zhang et al., 2026)。相比之下,焦虑障碍的特点是微状态A增加(通常解释为警觉性增强)和转换概率改变(表明网络切换受损)(Al Zoubi et al., 2019)。然而,依赖经典的四种微状态图可能无法充分捕捉情绪和焦虑障碍中脑网络动态的复杂性,这可能部分解释了不同研究之间的差异(Chivu et al., 2024)。Custo及其同事提出的七种微状态拓扑图增加了三个额外的功能状态(E、F和G),从而提高了对静息态EEG拓扑图的解释能力(Custo et al., 2017)。新兴证据开始表明这些扩展的微状态与焦虑和抑郁表型有关。频率特定的微状态分析显示,焦虑症状与α波段的微状态E的时间特性和B→E转换有关(Xue et al., 2024)。除了微状态E,同时患有社交焦虑和抑郁的年轻个体表现出独特的微状态F指标,并且与健康对照组和非共病社交焦虑患者相比,F/G状态的转换减少,这表明F/G状态转换可能与焦虑-抑郁表型相关(Yang et al., 2026)。此外,据报道抑郁表型中的微状态G持续时间缩短,并与抑郁和焦虑症状的严重程度呈负相关(Chang, 2025)。这些扩展的微状态(E、F和G)涉及默认模式网络和体感网络,这些网络在焦虑障碍中表现出活动改变,并与焦虑相关的躯体症状和情绪失调密切相关(Li et al., 2019; Zhao et al., 2007),因此可能更好地表征DDA患者的神经网络动态。
然而,以往的研究主要考察了抑郁严重程度不同水平下的神经动态连续变化,而关于焦虑症状的研究主要依赖于分类诊断比较,对MDD内部焦虑严重程度梯度的研究有限(Hao et al., 2025; Zhang et al., 2026)。此外,大多数先前的样本涉及慢性抑郁症患者或接受药物治疗的患者,其中药物暴露和疾病进程可能会混淆脑动态的原始变化(Al Zoubi et al., 2019)。因此,本研究旨在描绘首次发病、未使用药物的MDD患者中焦虑严重程度水平的神经电生理梯度特征,深入理解其病理生理机制,并为精准精神病学和针对性神经调节干预提供依据。

参与者

参与者

这项横断面研究从广州医科大学附属脑医院的门诊诊所和住院病房招募了113名具有不同焦虑症状程度的未使用药物的MDD患者(DDA)和60名健康对照组(HC)。患者的纳入标准为:(1)年龄16–45岁;(2)DSM-5诊断为重度抑郁症;(3)首次发病,未使用药物;(4)HAMD-17评分>17;(5)右利手。排除标准为:(1)个人或家族

参与者特征和临床概况

四组在年龄、性别或教育年限方面没有显著差异(所有p>0.05)。在DDA组中,发病年龄和疾病持续时间在三个亚组间没有显著差异(所有p>0.05)。焦虑和抑郁的严重程度在各组中逐渐增加,其中DDSA组最严重,其次是DDMA组,DDLA组最轻。详细结果见表1。

EEG微状态的识别和拓扑图

聚类后获得了七个微状态图(图1)。

讨论

本研究首次使用EEG微状态分析来研究未使用药物的DDA患者的焦虑严重程度与静息态脑网络动态之间的关系。我们的主要发现如下:(1)与健康对照组相比,所有DDA组的微状态B持续时间均缩短;(2)微状态G的时间参数随着焦虑程度的增加而逐渐增加;(3)非随机转换矩阵分析显示从DDLA到DDMA再到DDSA的渐进性变化

局限性

有几个局限性需要考虑。首先,横断面设计排除了关于微状态变化是脆弱性标志、状态指标还是补偿反应的因果推断。其次,由于缺乏源定位,需要基于文献的网络归因;未来使用同时进行的高密度EEG–fMRI的研究可以提供直接的解剖学验证(Custo et al., 2017)。第三,DDSA亚组的样本量限制可能会

结论

据我们所知,这项研究首次提供了首次发病、未使用药物的重度抑郁症患者中焦虑严重程度梯度下渐进性神经生理变化的证据,揭示了焦虑症状严重程度背后的不同EEG微状态动态。与健康对照组相比,所有患者组的微状态B持续时间均一致缩短,表明视觉网络功能障碍是抑郁的常见特征,无论焦虑程度如何。最值得注意的是,微状态

作者贡献声明

张振东:撰写——原始草稿、可视化、软件使用、研究设计、概念化。李和华:撰写——审稿与编辑、资源提供。黄圆圆:监督、资源管理、项目协调、资金筹集。何宇航:研究实施。徐 Wanting:研究实施。吴静平:研究实施。尹云:研究实施。冯世轩:研究实施。刘晨宇:研究实施。林世松:数据管理。张丽达:资源提供、资金筹集。吴凯:撰写

资金来源

本研究得到了中国国家重点研发计划(2025YFC3410000、2025YFC3410005)、国家自然科学基金(82301688)、广东省自然科学基金(2025A1515010507、2023A1515011383)、广东省重点领域研发计划(2023B0303020001)、广东省基础与应用基础研究杰出青年项目(2021B1515020064)以及医学科学技术的支持

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

致谢

我们感谢所有参与者的贡献,并感谢广州医科大学附属脑医院研究团队的出色工作。作者声明没有利益冲突。

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