fNIRS研究揭示：失眠症患者在语言任务中大脑前额叶激活异常
fNIRS研究揭示：失眠症患者在语言任务中大脑前额叶激活异常
失眠症是抑郁症患者常见的症状之一，它不仅影响患者的睡眠质量，还可能对大脑功能产生深远影响。近年来，功能性近红外光谱成像（fNIRS）技术为研究大脑活动提供了新的视角。一项最新研究通过fNIRS技术，揭示了失眠症患者在执行语言流畅性任务（VFT）时大脑前额叶皮层的活动特征，为理解失眠症与认知功能的关系提供了重要线索。
研究背景与目的
抑郁症（MDD）是一种常见的精神疾病，其特征是持续的情绪低落和兴趣丧失。失眠是抑郁症患者常见的症状之一，它不仅影响患者的睡眠质量，还可能对大脑功能产生深远影响。近年来，功能性近红外光谱成像（fNIRS）技术为研究大脑活动提供了新的视角。本研究旨在探讨失眠对抑郁症（MDD）患者前额叶皮层活动的影响，以及MDD患者对抗睡眠的激活模式。研究使用fNIRS技术监测前额叶皮层中氧合血红蛋白（HbO）浓度的变化，通过语言流畅性任务（VFT）来评估认知能力，并记录组词数量。
研究方法
研究招募了80名年龄在18至53岁之间的MDD患者，并将之分为有失眠症状和无失眠症状两组。同时，招募了44名健康对照组，与患者组在各方面相匹配，没有MDD或失眠症状。研究使用武汉资联虹康生产的台式近红外脑功能成像设备BS系列，该设备由16个发射极和7个接收极构成26个通道，以脑电10-20系统放置于前额叶（PFC)。通过匹兹堡睡眠质量指数量表（PSQI）评估睡眠质量。使用汉密尔顿抑郁量表（HAMD-24和HAMD无睡眠障碍版）和汉密尔顿焦虑量表（HAMA）评估抑郁和焦虑的严重程度。进行VFT任务以评估认知能力。
图1 探头排布情况
VFT任务要求被试用“上、时、说、家”四个字尽可能多地组词，每15秒通过音响语音提示受试者一次（图2）。
图2 VFT方案流程
研究结果
研究发现，健康对照组在VFT期间的HbO值显著高于MDD组。在MDD组中，除了右前额叶背外侧(DLPFC)外，失眠组在所有脑区的HbO值显著高于无失眠组，但其VFT表现显著低于无失眠组和健康组（图3）。PSQI得分与某些左脑区域的HbO值呈正相关，而HAMD和HAMA得分与HbO值无相关性（图4）。
图3 VFT任务进行期间的激活情况
图4 PSQI得分与CH5通道HbO值之间的相关性
结论
研究通过fNIRS技术提供的影像学新视角，发现MDD患者在执行VFT任务期间PFC活动显著低于健康对照组。除了DLPFC之外的其他大脑区域在患有失眠的MDD患者中的活动水平显著高于没有失眠的MDD患者。失眠的严重程度与左腹外侧前额叶（VLPFC）的激活水平呈正相关，表明左脑区域特别是VLPFC在MDD患者克服困倦中起重要作用。
这项研究不仅揭示了失眠症患者大脑活动的特征，还为理解失眠症与认知功能的关系提供了新的视角。未来，fNIRS技术有望在精神疾病的早期预测和诊断中发挥重要作用。