探秘广泛性焦虑障碍:脑电图揭示的大脑 “异常密码” 与诊断新希望

【字体: 时间:2025年02月19日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究广泛性焦虑障碍(GAD)的电生理特征,湖州市第三人民医院研究人员开展 GAD 患者静息态 EEG 研究。结果发现患者 β 频段活动增加等特征。该研究有助于揭示 GAD 神经机制,为临床诊断提供理论支持,值得科研读者一读。

  
在现代社会的快节奏生活中,人们面临着各种各样的压力,焦虑情绪似乎越来越常见。有一种心理疾病 —— 广泛性焦虑障碍(Generalized Anxiety Disorder,GAD),正悄然影响着许多人的生活。它就像一个 “隐形的敌人”,让患者频繁地陷入过度焦虑之中,对各种事情都不由自主地担忧,严重影响了日常生活质量。

据统计,在美国,GAD 的年患病率为 3.1%,终生患病率达 5.7%;在中国城市,这一比例是 5.3% ;英国则为 6% 。随着研究的不断深入,科学家们发现,GAD 与神经生理功能异常存在关联。不过,与其他精神疾病(如抑郁症、多动症等)相比,关于 GAD 的电生理特征,比如功率谱、功能连接等方面的研究却相对较少,而且比较零散。这就好比在探索 GAD 这个 “神秘岛屿” 时,这些关键区域还笼罩在迷雾之中,让我们难以看清 GAD 的真实面貌。

为了揭开 GAD 电生理特征的神秘面纱,为临床诊断提供更有力的支持,湖州市第三人民医院(湖州师范学院附属医院)精神科重点实验室等单位的研究人员开展了一项重要研究。他们的研究成果发表在《Scientific Reports》期刊上,论文题目是 “The power spectrum and functional connectivity characteristics of resting-state EEG in patients with generalized anxiety disorder”。通过这项研究,他们发现了 GAD 患者脑电图(EEG,一种通过在头皮上放置电极来记录大脑电活动的技术)的一系列特征,这对于理解 GAD 的神经机制和临床诊断具有重要意义。

研究人员为了开展这项研究,运用了多种技术方法。首先,他们招募了 98 名 GAD 患者和 92 名健康对照者,对这些参与者进行严格筛选,确保他们符合研究要求。接着,使用 16 通道脑电图仪,以 250Hz 的采样率记录参与者闭眼放松 10 分钟的静息态 EEG 数据。在数据处理阶段,运用 MATLAB 脚本和 EEGLAB 工具箱对数据进行预处理,包括滤波、重参考、去除噪声等操作。然后,借助快速傅里叶变换等方法,分析 EEG 的功率谱、α 不对称指数和功能连接性,还使用了一些统计方法来比较两组数据的差异。

下面来详细看看研究结果。

功率谱分析


研究人员计算了 GAD 组和健康对照组的空间 - 频率域 EEG 功率谱。结果发现,两组都有后枕部优势节律(8 - 13Hz),这是静息态 EEG 的一个显著特征。进一步的 t 检验显示,在 β 频段(13 - 27Hz),GAD 患者的 EEG 功率明显高于健康对照组。这就好像 GAD 患者的大脑在这个频段上 “火力全开”,活动异常活跃。而且,这种增强的活动在低 β 频段广泛分布于中轴线,随着频率增加,还会向后部区域转移。这一结果表明,GAD 患者存在大脑活动过度的情况。

α 不对称分析


通过重复测量单向方差分析,研究人员发现 GAD 组和健康对照组在 α 频段的功率都存在显著差异。进一步的事后多重比较发现,健康对照组和 GAD 组都有显著的右侧额叶 α 不对称,而 GAD 患者还有显著的右侧颞叶 α 不对称。当比较两组的 α 不对称指数时,GAD 患者的右侧颞叶 α 不对称明显更大。由于 α 功率与皮层活动呈负相关,这意味着 GAD 患者左侧颞叶皮层活动更高,这可能是 GAD 患者的一个生理特征。

功能连接分析


研究人员使用了两种算法 —— 相干系数和相位一致性(PPC)来分析功能连接性。结果显示,GAD 患者与健康对照组相比,功能连接性显著降低,尤其是在 α 和 β 频段。具体来说,在 θ(4 - 7Hz)、α(8 - 13Hz)、β(14 - 30Hz)频段,右侧半球顶叶和颞叶之间的连接性降低;在 α 和 β 频段,额叶和颞叶之间的连接性降低;在 β 频段,额叶和枕叶之间的连接性降低;在 β 和 γ(31 - 60Hz)频段,额叶和顶叶之间的连接性降低。两种算法得到的结果相似,都表明 GAD 破坏了患者大脑多个区域之间的功能连接。

综合研究结果和讨论部分来看,这项研究意义重大。研究发现 GAD 患者在 β 频段的大脑活动增强,这与之前的研究结果相符,表明 β 节律在焦虑中起着重要作用,GAD 患者大脑警觉性存在异常的过度唤醒。而右侧颞叶 α 不对称更明显,反映出 GAD 患者左侧颞叶皮层活动更高,这为理解 GAD 患者的大脑活动模式提供了新的视角。此外,GAD 患者大脑多个区域之间功能连接性降低,特别是额叶、顶叶和颞叶之间,这可能意味着默认模式网络(DMN,一个在大脑休息时活跃,参与自我参照、社会认知等高级整合心理功能的网络)功能障碍。之前的研究也发现,DMN 功能障碍与多种精神疾病有关,所以这次研究中观察到的现象可能是 GAD 患者静息态下 DMN 功能障碍的特征,并且可能由于 DMN 抑制功能受损,导致了功率谱分析中观察到的活动增加。

不过,这项研究也存在一些局限性。比如,由于设备限制,只使用了 16 电极的 EEG 系统,电极密度有限,可能会影响研究结果的全面性;研究仅基于静息态 EEG,未来还需要关注认知功能相关表现,运用任务相关 EEG 进行进一步研究;另外,虽然在研究过程中控制了 GAD 患者的汉密尔顿抑郁量表(HAMD)得分,但仍高于健康对照组,焦虑和抑郁临床指标存在相似性,难以完全排除潜在的混杂效应。

尽管如此,这项研究仍然为我们了解 GAD 的神经机制提供了重要线索,为未来的研究指明了方向。它就像一把钥匙,虽然还不能完全打开 GAD 的 “大门”,但已经让我们看到了门内更多的可能性,为寻找 GAD 的电生理生物标志物、实现更精准的临床诊断带来了新的希望。

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