Veränderungen in funktionellen Netzwerken des Gehirns bei remittierter schwerer depressiver Störung: eine Sechs

Jun 13, 2023

BMC Psychiatry Band 23, Artikelnummer: 628 (2023) Diesen Artikel zitieren

Details zu den Metriken

Patienten mit remittierter Major Depression (rMDD) weisen eine abnormale funktionelle Konnektivität des zentralen Exekutivnetzwerks (CEN), der Salienznetzwerke (SN) und des Default-Mode-Netzwerks (DMN) auf. Es ist unklar, wie sich diese während der Remission verändern oder ob die Veränderungen mit der Funktion zusammenhängen.

Drei räumliche Netzwerke bei 17 Patienten mit rMDD wurden zwischen dem Ausgangswert und der sechsmonatigen Nachuntersuchung sowie mit 22 gesunden Kontrollpersonen verglichen. Korrelationen zwischen diesen Veränderungen und der psychosozialen Funktion wurden ebenfalls bewertet.

Im CEN hatten Patienten zu Studienbeginn im Vergleich zu HCs eine abnormale funktionelle Konnektivität im rechten anterioren Cingulat, im rechten dorsolateralen präfrontalen Kortex (DLPFC) und im unteren Parietallappen (IPL). Zu Studienbeginn während der Nachuntersuchung gab es funktionelle Verbindungsunterschiede im rechten DLPFC und im linken IPL. Bei der Nachuntersuchung wurden abnormale Konnektivität im rechten DLPFC und im medialen präfrontalen Kortex (mPFC) festgestellt. Im SN hatten die Patienten zu Studienbeginn eine abnormale funktionelle Konnektivität in der Insula, im linken vorderen Cingulat, im linken IPL und im rechten Precuneus; Im Vergleich zum Ausgangswert hatten die Patienten bei der Nachuntersuchung eine höhere Konnektivität im rechten DLPFC. Im DMN hatten die Patienten zu Studienbeginn eine abnormale funktionelle Konnektivität im rechten mPFC. Die funktionale Konnektivität von IPL und DLPFC im Ruhezustand im CEN korrelierte mit der psychosozialen Funktion.

Bei der sechsmonatigen Nachuntersuchung zeigte das CEN immer noch eine abnormale funktionelle Konnektivität bei Patienten mit rMDD, während die Anomalien bei SN und DMN verschwunden waren. Die funktionelle Konnektivität des CEN im Ruhezustand während der frühen rMDD ist mit der psychosozialen Funktion verbunden.

Pharmakotherapie und Psychotherapie bei MDD nach Remission auf der Grundlage von Psychologie und Neuroimaging. https://www.clinicaltrials.gov/, Registrierungsnummer: NCT01831440 (15.4.2013).

Peer-Review-Berichte

Eine schwere depressive Störung (MDD) ist eine psychische Störung, die durch eine deutliche, anhaltende depressive Verstimmung und kognitive Veränderungen gekennzeichnet ist [1]. MDD führt zu erheblichen psychischen Belastungen für den Patienten und die Gesellschaft und ist eine der Hauptursachen für psychische Beeinträchtigungen [2]. MDD ist auch die häufigste psychische Störung weltweit und betrifft fast 350 Millionen Menschen [3]. Remitted MDD (rMDD) beschreibt Patienten, die die MDD-Kriterien erfüllten (z. B. < 7 auf der 17-Punkte-Hamilton-Bewertungsskala für Depression [HAMD]) [4] und bei denen sich nach der Behandlung (z. B. Antidepressivum, Verhaltenstherapie) die depressive Stimmung gebessert hat Symptome soweit, dass sie die MDD-Diagnosekriterien nicht mehr erfüllen [5]. Obwohl die Remission bei der Behandlung mit Antidepressiva von großer Bedeutung ist, ist sie weitgehend umstritten. Symptombasierte diagnostische Kriterien stellen möglicherweise nicht genau die Linderung von MDD dar [6,7,8], Patienten mit MDD sind immer noch mit hohen Rezidivraten konfrontiert [9] und psychosoziale Dysfunktion und abnormale Gehirnfunktionen bleiben bestehen [8, 10, 11].

MDD wurde mit strukturellen und funktionellen Anomalien des Gehirns in Verbindung gebracht [12, 13]. Die Konnektivität funktioneller Netzwerke des Gehirns im Ruhezustand kann effektiv vorhersagen, welche Symptome sich durch die Behandlung mit Antidepressiva bessern und wie stark sie sind [14, 15]. FC-Veränderungen in funktionellen Netzwerken des Gehirns sind ebenfalls wichtige Indikatoren für eine MDD-Dysfunktion. Studien vor der Remission haben Anomalien in drei spezifischen Netzwerken aufgedeckt. Das Central Executive Network (CEN), das Salience Network (SN) und das Default Mode Network (DMN) sind Kernnetzwerke, die mit MDD-basierten klinischen Merkmalen, einschließlich Emotion und Kognition, verbunden sind [16].

Das CEN umfasst den dorsolateralen präfrontalen Kortex (DLPFC), den unteren Parietallappen (IPL), den dorsalen anterioren cingulären Kortex und andere Regionen. In den meisten Studien hatten Patienten mit MDD eine verringerte CEN-Aktivität [17,18,19] und dieser Bereich verändert sich während des MDD-Behandlungsprozesses [20, 21].

Das SN umfasst die Insula, die Amygdala, den anterioren Gyrus cinguli, den DLPFC, den medialen präfrontalen Kortex (mPFC), den ventrolateralen präfrontalen Kortex und den Precuneus [22,23,24]. Ein niedriger FC der Insula innerhalb des SN-Netzwerks bei MDD ist mit erzwungener Selbstaufmerksamkeit verbunden [25], einem signifikanten klinischen Merkmal von MDD [26]. Hohe aktive SN-Werte sind mit Aufmerksamkeit für negative Reize verbunden [27], was es Patienten mit MDD ermöglicht, sich leichter auf Bedrohungsreize zu konzentrieren. Der SN spielt auch eine wichtige Rolle bei der Vorhersage der MDD-Behandlungseffekte [28].

Das DMN umfasst den mPFC, den hinteren Gyrus cinguli, den Hippocampus und den Temporallappen [29]. Im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen haben Patienten mit MDD eine erhöhte FC im anterioren medialen Kortex und eine verringerte FC in den posterioren medialen Regionen des DMN im Ruhezustand [30].

Bei Patienten mit rMDD sind CEN und SN bei der Erkennung emotionsbezogener Bilder überaktiviert, was möglicherweise auf eine verbleibende Funktionsstörung hinweist [31, 32]. Während der abnormale DMN-Gehirn-FC bei Patienten mit MDD nach der Remission reduziert ist, erholt er sich nicht auf das Niveau gesunder Kontrollpersonen [33]. Obwohl nur wenige Studien mit Patienten mit rMDD durchgeführt wurden, stützen diese Daten die Hypothese, dass sich abnormale Netzwerkfunktionen verändern, anstatt zu verschwinden. Sie unterstützen auch die Nutzung von Gehirnfunktionsnetzwerken zur Erforschung des MDD-Remissionsprozesses.

Während, wie oben erwähnt, das Nachlassen der Symptome die allgemeine Besserung bei Patienten mit MDD möglicherweise nicht genau widerspiegelt, spiegelt sich dies möglicherweise besser in der funktionellen Erholung wider [8]. Aktuelle MDD-bezogene Studien haben sich jedoch auf depressive Symptome konzentriert und psychosozialen Funktionsstörungen weniger Aufmerksamkeit geschenkt [34,35,36]. Bei einer Remission nach der Behandlung können die rMDD-Symptome zwar unterhalb der Schwelle liegen, funktionelle Anomalien wie kognitive Dysfunktion, körperliche Symptome und emotionaler Stress können jedoch bestehen bleiben [35, 37, 38, 39]. Diese Anomalien wirken sich auf das Leben der Patienten aus und führen zu Arbeitslosigkeit und zwischenmenschlichen Beziehungsproblemen [10, 35, 40]. Folgestudien haben sechs Monate nach der Remission eine verbleibende psychosoziale Dysfunktion mit allmählicher Erholung gezeigt [41,42,43]. Auch die psychosoziale Erholung bei Patienten mit rMDD kann nach sechs Monaten ein Plateau erreichen [44]. Eine Anomalie des neuronalen Netzwerks könnte eine Erklärung für soziale Funktionsstörungen bei rMDD sein [45]. Funktionelle Netzwerke des Gehirns wurden mit psychologischen Funktionen in Verbindung gebracht, insbesondere mit kognitiven Funktionen wie Arbeitsgedächtnis, kognitiver Kontrolle, Selbstverarbeitung und sozialer Kognition [46,47,48,49]. Die Bewertung, ob diese Netzwerke mit psychosozialer Dysfunktion bei rMDD verbunden sind, ist neu und die Ergebnisse dieses Ansatzes haben potenzielle klinische Auswirkungen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass bei Patienten mit rMDD Anomalien des funktionellen Netzwerks des Gehirns bestehen bleiben und negative Auswirkungen haben können. Da nur wenige Studien funktionelle Netzwerke bei rMDD untersucht haben, ist unklar, wie sie sich während der Remission verändern und ob solche Anomalien mit psychosozialen Dysfunktionen zusammenhängen. Das Ziel der Studie bestand daher darin, diesen potenziellen Wiederherstellungsmechanismus und diese Bewertungsmethode bei rMDD zu untersuchen, Veränderungen in diesen Prozessen im Laufe der Zeit zu verfolgen und die Beziehungen zwischen anhaltenden Anomalien des funktionellen Netzwerks des Gehirns und der psychosozialen Funktion zu bestimmen. Früheren Studien zufolge kann davon ausgegangen werden, dass Anomalien in den funktionellen Netzwerken des Gehirns bei Menschen mit rMDD, die möglicherweise mit der psychosozialen Funktion zusammenhängen, bestehen bleiben und während der Remission allmählich verschwinden können.

Hierin wurde die funktionelle Magnetresonanztomographie im Ruhezustand (rs-fMRT) verwendet, um abnormale FC bei Patienten mit rMDD zu untersuchen. Diese aufgabenfreie Neuroimaging-Methode beseitigt einen Teil der mit der Leistung verbundenen Verwirrung und bietet eine zuverlässige Möglichkeit, die Grundaktivität des Gehirns und den Ruhezustands-FC (rs-FC) zu messen [50]. Insbesondere wurden CEN, SN und DMN mithilfe der unabhängigen Komponentenanalyse (ICA) analysiert.

Die rMDD-Gruppe umfasste 47 Teilnehmer, von denen 19 aufgrund einer Adressänderung, eines Kontaktverlusts oder aus persönlichen Gründen nicht mehr nachverfolgt werden konnten. Sieben der ursprünglichen Teilnehmer erlitten während der Nachuntersuchung einen Rückfall und 21 beendeten die Nachuntersuchung nach sechs Monaten. Davon wurden 4 später aufgrund von Kopfbewegungen während der MRT entfernt, so dass nur noch 17 Teilnehmer in die Analysen einbezogen werden konnten (7 Männer, 10 Frauen). Es wurden auch 22 gesunde Kontrollpersonen (HCs) einbezogen (14 Männer, 8 Frauen).

Diese Studie wurde von der medizinischen Ethikkommission des Brain Hospital der Nanjing Medical University genehmigt (ethische Genehmigungsnummer: 2015-ky002). Alle Teilnehmer nahmen freiwillig teil und hatten eine schriftliche Einverständniserklärung unterzeichnet.

Alle Patienten wurden zwischen Oktober 2015 und Mai 2018 in der Abteilung für Medizinische Psychologie des Nanjing Brain Hospital, das der Nanjing Medical University angegliedert ist, hospitalisiert. Die Teilnehmer wurden innerhalb einer Woche nach Erfüllung der Kriterien in die Studie aufgenommen. Patienten, die die Abbruchkriterien erfüllten, wurden im Rahmen der Nachuntersuchung ausgesondert. Alle Teilnehmer wurden pharmazeutisch behandelt und diese Behandlungen wurden während der Remission beibehalten. Alle Beurteilungen und Diagnosen wurden von zwei Psychiatern überprüft.

Die Einschlusskriterien umfassten Folgendes: (1) erfüllte die standardmäßigen klinischen MDD-Kriterien im Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders (DSM)-IV-TR (Structured Clinical Interview for DSM-IV Axis I Disorders, Patient Edition) und hatte die erreicht Standard für klinische Heilung (Score < 7 auf dem 17-Punkte-HAMD für mindestens zwei Wochen) nach Behandlung mit Antidepressiva; (2) waren zwischen 18 und 55 Jahre alt; (3) waren rechtshändig dominant; und (4) waren freiwillige Teilnehmer, die eine Einverständniserklärung unterzeichnet hatten.

Die Ausschlusskriterien waren: (1) komorbide schwere körperliche oder infektiöse Erkrankung; (2) andere psychiatrische Störungen; (3) Elektrokrampftherapie oder modifizierte Elektrokrampftherapie während des Krankenhausaufenthaltes und/oder systematische Psychotherapie während der Behandlung; (4) Drogen- und/oder Alkoholabhängigkeit; und (5) Kontraindikation für die MRT.

Die Abbruchkriterien waren: (1) freiwilliges Absetzen der Medikation(en); (2) Rückfall oder manische Episode; (3) Zurückhaltung, weiterzumachen; und (4) während der Nachsorge eine schwerwiegende Lebensveränderung erfahren.

Gesunde Teilnehmer, die die gesunde Gruppenversion der klinischen MDD-Standardkriterien im DSM-IV-TR (Structured Clinical Interview for DSM-IV Axis I Disorders, Non-Patient Edition) erfüllten, wurden von Oktober 2015 bis Mai 2018 öffentlich rekrutiert. Alle Bewertungen und die Diagnosen wurden von zwei Psychiatern überprüft. Die Einschlusskriterien waren: (1) Alter 18–55 Jahre; (2) rechtsdominant; (3) Freiwilliger und hatte die Einverständniserklärung unterzeichnet. Die Ausschlusskriterien waren: (1) schwere körperliche Erkrankung; (2) persönliche und/oder familiäre Vorgeschichte von psychischen Erkrankungen; und (3) Kontraindikation für die MRT.

Alle Teilnehmer füllten das allgemeine Informationsformular aus, das Alter, Bildungsjahre und Geschlecht enthielt.

Die psychosoziale Funktionsfähigkeit von Patienten mit rMDD wurde mithilfe der psychologischen und sozialen Funktionssubskalen des umfassenden Fragebogens zum generischen Lebensqualitätsinventar (GQOLI-74) bewertet, der zur Bewertung der Lebensqualität bei bestimmten Bevölkerungsgruppen (z. B. ältere Erwachsene, Patienten mit ...) verwendet werden kann chronisch krank sind). Das Instrument bewertet 20 Faktoren in vier Dimensionen, darunter psychologische und soziale Funktionen. Der Fragebogen weist eine hohe Zuverlässigkeit und Validität auf und seine Test-Retest-Reliabilität beträgt 0,84–0,93.

Selbstbewertungsskalen weisen eine höhere Sensitivität und Unterscheidungsfähigkeit bei der Symptombeurteilung auf [7]. Daher wurden die selbstbewerteten Symptome bei Patienten mit rMDD mit dem Beck Depression Inventory (BDI) bewertet, das üblicherweise zur Messung depressiver Symptome bei MDD verwendet wird, einschließlich depressiver Verstimmung, negativem Denken und Selbstmordgedanken.

Die rMDD-Gruppe vervollständigte die GQOLI-74-Subskalen und den BDI zu Studienbeginn und nach sechs Monaten. Alle Beurteilungen wurden von einem Forscher begleitet, um sicherzustellen, dass der Teilnehmer seine Anweisungen verstand und sie sorgfältig ausführte.

Alle Bilder wurden mit einem Siemens 3,0-Tesla-Signalscanner (Siemens, Verio, Deutschland) mit einer Standardkopfspule im Nanjing Brain Hospital aufgenommen. Während des Scanvorgangs wurden Schaumstoffpolster und Ohrstöpsel verwendet, um Kopfbewegungen bzw. Geräusche zu reduzieren. Die Teilnehmer wurden angewiesen, die Augen zu schließen, wach zu bleiben und keine mentalen Übungen durchzuführen. Für die rs-fMRT-Datenerfassung wurde eine Gradienten-echoplanare Bildgebungsimpulssequenz mit den folgenden Einstellungen verwendet: Wiederholungszeit (TR)/Echozeit (TE) = 3000 ms/40 ms, Flipwinkel = 90°, Schichtdicke = 4,00 mm, Sichtfeld = 240 mm × 240 mm und Matrixgröße = 64 × 64. Der Scan dauerte 5,06 Minuten. Zur räumlichen Normalisierung und Lokalisierung wurde für jeden Teilnehmer ein hochauflösendes T1-gewichtetes magnetisierungspräpariertes Gradientenechobild mit den folgenden Parametern erhalten: TR = 1900 ms, TE = 2,48 ms, Schichtdicke = 1,00 mm, Lücke = 0,5 mm, Schichtzahl = 176 und Matrixgröße = 256 × 256. Der Scan im Ruhezustand dauerte 4,3 Minuten. Rs-fMRT-Daten wurden zu Studienbeginn von den rMDD- und HC-Gruppen gesammelt. Nach sechs Monaten wurden RS-fMRT-Daten nur für die rMDD-Gruppe erhoben.

Rs-fMRI-Daten wurden mit Statistical Parametric Mapping 8 (SPM8: http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm) und dem Data Processing Assistant for Resting-State fMRI (http://www.rfmri) vorverarbeitet .org/)-Toolbox in MATLAB. Die Datenvorverarbeitung umfasste Neuausrichtung und Kopfbewegungskorrektur (kumulative Translation > 3 mm oder Rotation > 3° und mittlere Punkt-zu-Punkt-Translation > 0,15 mm oder Rotation > 0,1° wurden ausgeschlossen), räumliche Normalisierung (Funktionsbilder wurden räumlich normalisiert). Vorlage des Montreal Neurological Institute [MNI] und neu abgetastet auf 3*3*3 mm3) und Glättung (volle Breite bei halbem Maximum = 6 mm*6 mm*6 mm).

Die ICA der rs-fMRI-Daten wurde mit der Group ICA der fMRI Toolbox V3.0 (GIFT V 3.0: http://matlab.mm.org/software/gift) durchgeführt. Durch GIFT wurden CEN, SN und DMN mithilfe des Infomax-Algorithmus identifiziert. Die Anzahl der unabhängigen Komponenten nach der Dimensionsschätzung, die unter Verwendung des Kriteriums der minimalen Beschreibungslänge [51] der drei Datenbanken (rMDD-Baseline, rMDD-Six-Monats-Follow-up und HC) durchgeführt wurde, betrug 34, 35 bzw. 33. Wir verwendeten die Hauptkomponentenanalyse, um die zeitliche Dimension des aggregierten Datensatzes zu reduzieren, und der FastICA-Algorithmus wurde für die Schätzung unabhängiger Komponenten (mit Zeitverläufen und räumlichen Karten) verwendet. Komponenten, die für die weitere Analyse beibehalten werden sollten, wurden mithilfe des Best-Fit-Algorithmus basierend auf dem Standardvorlagenraum ausgewählt [52].

Alle Analysen der fMRT-Bilder wurden mit der SPM8-Toolbox durchgeführt. Räumliche Netzwerke von CEN, SN und DMN wurden zwischen Gruppen und im Zeitverlauf verglichen. Es wurden t-Tests bei unabhängigen Stichproben zwischen der HC- und rMDD-Gruppe sowie ein t-Test bei gepaarten Stichproben innerhalb der rMDD-Gruppe zu Studienbeginn und im Follow-up durchgeführt. Es wurden auch T-Tests einer Stichprobe durchgeführt, um die räumlichen Netzwerke innerhalb jeder Gruppe zu moderieren. Die Ergebnisse der t-Tests einer Stichprobe wurden mit der FDR-Korrektur (False Discovery Rate) (p = 0,05) korrigiert. Zwei Stichproben-T-Testergebnisse wurden mit der FDR-Korrektur korrigiert (p = 0,01).

Alter, Bildungsjahre, Geschlecht und klinische Variablen wurden zwischen den Gruppen mittels T-Test, Chi-Quadrat-Test und Mann-Whitney-U-Test (p < 0,05) unter Verwendung des IBM Statistical Package for the Social Sciences Version 24.0 (SPSS24) verglichen.

Gemäß den Ergebnissen des T-Tests mit zwei Stichproben wurden die Signale der Region von Interesse mit dem Resting-State fMRI Data Analysis Toolkit (http://restfmri.net/forum/) extrahiert und Korrelationen zwischen aberrantem FC und BDI sowie Funktionswerten ermittelt Getestet durch Spearman-Korrelationen bei einem Alpha von 95 % unter Verwendung von IBM SPSS24. Die Ergebnisse der Korrelationsanalyse wurden mit FDR (p = 0,05) nach der Benjamini-Hochberg-Methode korrigiert.

Beim t-Test und der Korrelationsanalyse wurden die Ergebnisse als signifikant angesehen, wenn der korrigierte p-Wert weniger als 0,05 oder 0,01 betrug.

Es gab keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen hinsichtlich Alter, Bildungsjahren oder Geschlecht (siehe Tabelle 1). In der rMDD-Gruppe gab es keine signifikanten Unterschiede im psychologischen oder sozialen Funktionieren zwischen Ausgangswert und Nachuntersuchung, die BDI-Werte sanken jedoch deutlich (siehe Tabelle 2).

T-Tests einer Stichprobe zeigten, dass das CEN eine signifikant höhere FC bei der DLPFC, IPL und Cingulat bei den HCs aufwies; im rechten DLPFC und IPL bei Patienten mit rMDD zu Studienbeginn; und das Cingulum bei Patienten mit rMDD bei der Nachuntersuchung (siehe Abb. 1, p = 0,05, FDR korrigiert). Im SN gab es in beiden Gruppen und in der rMDD-Gruppe zu Studienbeginn und im Follow-up eine höhere FC im anterioren Cingulat, in der Insula, im Schläfenpol, im mPFC und im ergänzenden motorischen Bereich (siehe Abb. 1, p = 0,05, FDR-korrigiert). ). Im DMN gab es in beiden Gruppen und in der rMDD-Gruppe zu Studienbeginn und im Follow-up eine höhere FC im mPFC, im Cingulat und im IPL (siehe Abb. 1, p = 0,05, FDR-korrigiert).

T-Test-Ergebnisse einer Stichprobe im CEN, SN und DMN (FDR-korrigiert, p = 0,05). Farbige Balken stellen T-Werte dar. CEN: zentrales Führungsnetzwerk; SN: Salienznetzwerk; DMN: Netzwerk im Standardmodus; Ausgangswert: rMDD-Gruppe zu Beginn; 6 Monate: rMDD-Gruppe bei der Nachuntersuchung; HCs: gesunde Kontrollen; R: richtig

Zwei Proben-T-Tests zeigten, dass im CEN der FC im rechten anterioren Cingulat, im rechten DLFPC und im linken IPL höher und im rechten IPL bei Patienten mit rMDD zu Studienbeginn im Vergleich zu HCs höher war. Bei der Nachuntersuchung war die FC bei Patienten mit rMDD im rechten DLPFC und mPFC höher. Im Vergleich zum Ausgangswert hatten Patienten mit rMDD bei der Nachuntersuchung einen niedrigeren FC des rechten DLPFC und des linken IPL (siehe Tabelle 3; Abb. 2, p = 0,01, FDR korrigiert).

Im SN war die FC bei Patienten mit rMDD zu Studienbeginn im Vergleich zu HCs für die linke Insula, das linke anteriore Cingulat und das linke IPL höher und für den rechten Precuneus niedriger. Bei der Nachuntersuchung gab es keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen. Patienten mit rMDD hatten bei der Nachuntersuchung im Vergleich zum Ausgangswert einen höheren FC des rechten DLPFC (siehe Tabelle 3; Abb. 3, p = 0,01, FDR korrigiert).

Beim DMN war der FC für den rechten mPFC bei Patienten mit rMDD zu Studienbeginn höher als bei den HCs. Bei der Nachuntersuchung gab es keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen oder Unterschiede im Vergleich zum Ausgangswert (siehe Tabelle 3; Abb. 3, p = 0,01, FDR-korrigiert).

Zwei Stichproben-t-Testergebnisse im CEN (p = 0,01, FDR korrigiert). Der farbige Balken stellt T-Werte dar. CEN: zentrales Führungsnetzwerk; BH: Zwei Stichproben-T-Testergebnisse zwischen der rMDD-Gruppe zu Studienbeginn und den HCs; SB: Zwei Stichproben-t-Test-Ergebnisse zwischen der rMDD-Gruppe bei der Nachuntersuchung und der Baseline; L-IPL: linker Parietallappen inferior; L-mPFC: linker medialer präfrontaler Kortex; R-IPL: rechter Parietallappen inferior; R-DLPFC: rechter dorsolateraler präfrontaler Kortex; R-mPFC: rechter medialer präfrontaler Kortex

Zwei Stichproben-T-Testergebnisse für SN und DMN (p = 0,01, FDR korrigiert). Der farbige Balken stellt T-Werte dar. SN: Salienznetzwerk; DMN: Netzwerk im Standardmodus; BH: Zwei Stichproben-T-Testergebnisse zwischen der rMDD-Gruppe zu Studienbeginn und den HCs; SB: Zwei Stichproben-t-Test-Ergebnisse zwischen der rMDD-Gruppe bei der Nachuntersuchung und der Baseline; SH: Zwei Stichproben-T-Testergebnisse zwischen der rMDD-Gruppe bei der Nachuntersuchung und HCs; L-IPL: linker Parietallappen inferior; L-Insula: linke Insula; R-DLPFC: rechter dorsolateraler präfrontaler Kortex; R-Insula: rechte Insula; R-mPFC: rechter medialer präfrontaler Kortex; R-Precuneus: rechter Precuneus

Die BDI-Werte korrelierten signifikant positiv mit der FC des linken IPL zu Studienbeginn (siehe Tabelle 4; Abb. 4, p < 0,05, FDR-korrigiert). Der FC des linken IPL korrelierte signifikant negativ mit den grundlegenden Subskalen für soziale und psychologische Funktionen (siehe Tabelle 4; Abb. 4, p < 0,05, FDR-korrigiert). Der FC des rechten DLPFC korrelierte signifikant positiv mit der Follow-up-Subskala für soziale Funktionen (siehe Tabelle 4; Abb. 4, p <0,05, FDR korrigiert).

Korrelationen zwischen FC und BDI, psychosoziale Funktion bei Patienten mit rMDD. Spearman-Korrelationen bei einem Konfidenzniveau von 95 % (p = 0,05, FDR-korrigiert); L-IPL: linker Parietallappen inferior; R-IPL: rechter Parietallappen inferior; R-DLPFC: rechter dorsolateraler präfrontaler Kortex; BDI: Beck Depression Inventory

Diese Studie untersuchte FC-Veränderungen im CEN, SN und DMN bei Patienten mit rMDD und verglich FC zwischen diesen Patienten und HCs zu Studienbeginn und sechs Monate später. Im Vergleich zu HCs hatten Patienten mit rMDD zu Studienbeginn eine abnormale FC im CEN, SN und DMN. Diese verbleibende abweichende Netzwerkkonnektivität bestätigt Ergebnisse früherer Studien [31,32,33].

Bei der sechsmonatigen Nachuntersuchung gab es in vielen CEN-Bereichen Anomalien; insbesondere IPL und DLPFC. Der höhere FC des linken IPL und der rechte DLPFC zu Studienbeginn wurden bei der Nachuntersuchung reduziert, und der höhere FC des rechten IPL verschwand, was möglicherweise auf eine Erholung von MDD hindeutet. Frühere Studien haben gezeigt, dass IPL und DLPFC an Selbstkonzept und Ausführung [53], emotionaler Verarbeitung [54, 55], Aufmerksamkeit und Arbeitsgedächtnis [56] beteiligt sind, die alle Teil der psychologischen Funktion sind. Dabei zeigten diese Regionen auch einen engen Zusammenhang mit der sozialen Funktionsweise. Der FC des linken IPL korrelierte positiv mit den BDI-Werten und umgekehrt mit der psychologischen und sozialen Funktion. Der FC des rechten DLPFC korrelierte auch positiv mit der sozialen Funktionsfähigkeit. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Anomalie des neuronalen Netzwerks ein Grund für soziale Dysfunktion bei rMDD sein könnte [45]. Diese Korrelationsanalysen stellen möglicherweise auch einen möglichen CEN-basierten Mechanismus dar, bei dem abnormale FC mit psychosozialen Funktionen während der frühen Remission verbunden sind. FC-Veränderungen können in engem Zusammenhang mit Funktionsstörungen während der Genesung stehen, so dass der Zusammenhang zwischen FC und psychosozialer Funktion bei Erreichen eines gewissen Grades der Genesung nicht mehr signifikant ist.

Der Unterschied zwischen dem linken und dem rechten IPL im CEN kann auf dessen Einseitigkeit zurückzuführen sein. Das CEN besteht aus zwei symmetrischen Netzwerken, wobei sich das linke und das rechte in der Funktion unterscheiden [57, 58]. Basierend auf den hier vorliegenden Ergebnissen besteht möglicherweise ein engerer Zusammenhang zwischen der linken IPL und der psychosozialen Funktion, obwohl ihre spezifische Beziehung einer weiteren Bewertung bedarf. Der hohe FC des rechten DLPFC im CEN bleibt sechs Monate nach der Remission bestehen. Frühere Studien haben gezeigt, dass die DLPFC dabei hilft, ablenkende emotionale Informationen zu ignorieren, frei von negativen Stimulationen zu sein und Verhaltensweisen im Zusammenhang mit Bedrohungssignalen zu hemmen [59]. Wenn Personen unerwünschte Gedanken und kognitive Bewertungen unterdrücken, wird die DLPFC erheblich aktiviert [60]. Diese kumulativen Befunde stellen möglicherweise einen Kompensationsmechanismus im kognitiven Netzwerk von Patienten mit rMDD dar, was darauf hindeutet, dass sie möglicherweise mehr kognitive Ressourcen benötigen, um depressive Symptome zu bekämpfen [31, 32].

Im SN und im DMN wiesen die Insula, der linke anteriore Cingulat, der rechte Precuneus, das IPL und der rechte mPFC in der rMDD-Gruppe eine abnormale Baseline-FC auf. Frühere Studien haben einen höheren FC des Precuneus [61] und einen niedrigeren FC des mPFC und der vorderen Insula gezeigt [25, 62]; Remission vor der MDD. Da dieser abnormale FC bei Patienten mit MDD mit der Remission in die entgegengesetzte Richtung verblassen kann, können diese abnormalen FC-Ausgangsbefunde auf rMDD hinweisen. Der mPFC ist an selbstreferenziellem Denken und psychologischen Beobachtungen über andere beteiligt [23, 63]. Der Precuneus spielt eine wichtige Rolle bei der Integration psychologischer Prozesse über kognitive Kontrolle (z. B. visuelle Darstellung, episodisches Gedächtnis, selbstreferenzielle Verarbeitung) [64, 65]. Die Insula spielt auch eine wichtige Rolle bei der frühen Beurteilung von Gefühlen und Emotionen [46, 66]. Die inkonsistenten Unterschiede zwischen diesen drei Bereichen könnten darauf hindeuten, dass Menschen mit MDD im Vergleich zu gesunden Menschen möglicherweise mehr kognitive Veränderungen benötigen, um ihre depressiven Symptome zu bekämpfen. Der mPFC im DMN und CEN, der rechte DLPFC im SN und CEN sowie der linke IPL und das anteriore Cingulat im SN und CEN zeigten hier alle Anomalien und Veränderungen im FC, was möglicherweise auf eine funktionelle Relevanz zwischen diesen Netzwerken hinweist [67] . Eine höhere FC des anterioren Cingulums bei Patienten mit rMDD kann eine normale Reaktion während der Remission sein, da eine verringerte Verbindung, die mit einer abnormalen Verarbeitung von Stimmung und Kognition einhergeht [68], und eine erhöhte FC gute Prädiktoren für Remitter sind [59].

FC-Ergebnisse im CEN, SN und DMN können bedeuten, dass trotz verbleibender Symptome zu Studienbeginn eine Genesung immer noch möglich ist. Die Veränderungen in diesen drei Netzwerken scheinen alle Verbesserungstendenzen widerzuspiegeln. Unterschiede zwischen den BDI-Werten zu Studienbeginn und in der Nachuntersuchung deuten auch auf eine erhebliche Verbesserung der depressiven Symptome bei Patienten mit rMDD im Laufe der Zeit hin. Diese Studie zeigte, dass sich das DMN unter diesen Netzwerken möglicherweise während der anfänglichen Remission am stärksten erholt und dass sich die Anomalien im Laufe der Remission allmählich zurückbilden, wobei nach sechs Monaten nur noch CEN-Anomalien bestehen bleiben. Dies legt nahe, dass zielorientierte kognitive Kontrollaktivitäten eine wichtige Rolle bei der Remission spielen könnten.

Korrelationsanalysen legen hier auch die Bedeutung sozialer Funktion nahe, die in aktuellen Bewertungssystemen außer Acht gelassen wird. Obwohl diese Ergebnisse zeigen, dass die FC des CEN mit der psychosozialen Funktionsfähigkeit zusammenhängt, können die Symptomwerte die Unterschiede nach der Remission besser widerspiegeln als die Beurteilung der psychosozialen Funktionsfähigkeit. Auch wenn es zur Bestimmung der Remission möglicherweise nicht angemessen ist, alle Symptombeurteilungen durch Beurteilungen der psychosozialen Funktion zu ersetzen, sollte dieses Konstrukt auf jeden Fall als Faktor berücksichtigt werden.

Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um die Mechanismen der rMDD-Wiederherstellung zu ermitteln. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen weitere Faktoren analysiert, Patienten im Längsschnitt beurteilt und multifaktorielle Bewertungen entwickelt werden. Sowohl für die Diagnose als auch für die Behandlung könnte die Entwicklung eines umfassenderen Messinstruments wertvoll sein, beispielsweise die Kombination von Analysen auf Gehirnebene und funktioneller Symptomebene sowie die Weiterverfolgung der Bewertungsergebnisse. Zu den geeigneteren diagnostischen Kriterien könnten Diagnosen und Bewertungen in unterschiedlichen Zeiträumen nach der Remission sowie die Organisation umfassenderer Untersuchungsstrukturen für Patienten in Remission gehören. Patienten in verschiedenen Stadien sollten auch personalisierte Behandlungen angeboten werden.

Diese Studie war nicht ohne Einschränkungen. Die Stichprobengröße wirkt sich auf die Generalisierbarkeit aus, ebenso wie die Verwendung einer sechsmonatigen Nachuntersuchung. Letzteres könnte zu einer Selektionsverzerrung geführt haben, da nur Patienten einbezogen wurden, die sehr kooperativ waren. Aufgrund der fehlenden Nachbeobachtung der HC-Teilnehmer war ein vollständiger Ausschluss von Zeitfaktoren als potenzielle Einflüsse nicht möglich. Das Fehlen einer Untersuchung des Zusammenhangs zwischen funktioneller Konnektivität und verbleibender kognitiver Dysfunktion. Der Einfluss von Medikamenten auf die Ergebnisse wurde nicht berücksichtigt. Schließlich bringt ICA spezifische Einschränkungen mit sich, wie z. B. subjektive Voreingenommenheit bei der Komponentenidentifizierung.

Die vorliegenden Ergebnisse deuten darauf hin, dass Patienten mit rMDD weiterhin über eine fehlerhafte Netzwerkkonnektivität verfügen, die sich während der ersten sechs Remissionsmonate ändert. Nach diesem Zeitraum bleiben Anomalien im CEN bestehen, während diejenigen im SN und DMN Zuständigkeitsbereich bestehen. Darüber hinaus ist rs-FC des CEN während der frühen rMDD mit der psychosozialen Funktionsfähigkeit verbunden.

Die während der aktuellen Studie verwendeten und/oder analysierten Datensätze sind auf begründete Anfrage beim entsprechenden Autor erhältlich.

Depression

remittierte schwere depressive Störung

gesunde Kontrollen

Funktionelle Magnetresonanztomographie im Ruhezustand

Funktionale Konnektivität im Ruhezustand

Diagnostisches und Statistisches Handbuch der Geistigen Störungen

Wiederholungszeit

Echozeit

Montreal Neurological Institute

Statistikpaket für die Sozialwissenschaften24

zentrales Führungsnetzwerk

Salience-Netzwerk

Standardmodus Netzwerk

dorsolateraler präfrontaler Kortex

unterer Parietallappen

medialer präfrontaler Kortex

unabhängige Komponentenanalyse

Hamilton-Bewertungsskala für Depressionen

Generisches Lebensqualitätsinventar

Beck-Depressionsinventar

Statistische parametrische Zuordnung 8

Gruppe ICA der fMRI Toolbox

Falscherkennungsrate

funktionale Konnektivität

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Wir danken unserer Finanzierungsquelle für die finanzielle Unterstützung dieser Forschung und Professor Yuan Zhong für seine Hilfe bei der Datenverarbeitung.

Diese Arbeit wurde unterstützt von: dem Jiangsu Provincial Key Research and Development Program (Grant No. BE2015609); das Nanjing Health Science and Technology Development Project (Fördernummer YKK22138); und medizinische Schlüsseldisziplin der Provinz Jiangsu (Psychiatrie, 2011-12).

Angegliedertes Nanjing Brain Hospital der Nanjing Medical University, No.264 Guangzhou Street, Gulou District, Nanjing, 210029, Jiangsu, China

Jiaqi Zhong, Jingren Xu, Zhenzhen Wang, Hao Yang, Jiawei Li, Haoran Yu, Wenyan Huang, Hui Ma und Ning Zhang

Abteilung für medizinische Informatik, Fakultät für Biomedizintechnik und Informatik, Medizinische Universität Nanjing, Nanjing, 210029, Jiangsu, China

Cheng Wan

Institut für funktionelle Bildgebung des Gehirns der Medizinischen Universität Nanjing, Nanjing, 210029, Jiangsu, China

Ning Zhang

Institut für kognitive Verhaltenstherapie der Nanjing Medical University, Nanjing, 210029, Jiangsu, China

Jiaqi Zhong & Ning Zhang

Fakultät für Psychologie und Kognitionswissenschaften, Universität Peking, Peking, 100871, China

Zhenzhen Wang

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NZ und HM waren für die konzeptionelle Entwicklung und Gestaltung der Studie verantwortlich. HM, JX, HY, JZ, ZW, JL, WH, HY und CW waren für die Rekrutierung von Teilnehmern, die Datenerfassung und die Nachverfolgung verantwortlich. JZ, JX und ZW waren für die Datenverarbeitung und Diagramme verantwortlich. JZ hat den Artikel geschrieben. Alle Autoren haben zum endgültigen Manuskript beigetragen und es genehmigt. Alle Autoren haben das endgültige Manuskript gelesen und genehmigt.

Korrespondenz mit Hui Ma oder Ning Zhang.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

Diese Studie wurde in Übereinstimmung mit der Deklaration von Helsinki durchgeführt und von der medizinischen Ethikkommission des Brain Hospital der Nanjing Medical University genehmigt (ethische Genehmigungsnummer: 2015-ky002). Alle Teilnehmer nahmen freiwillig teil und hatten eine schriftliche Einverständniserklärung unterzeichnet. Alle Methoden wurden in Übereinstimmung mit den relevanten Richtlinien und Vorschriften durchgeführt.

Unzutreffend.

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Nachdrucke und Genehmigungen

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Eingegangen: 09. Dezember 2022

Angenommen: 06. August 2023

Veröffentlicht: 28. August 2023

DOI: https://doi.org/10.1186/s12888-023-05082-3

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