抑鬱症是常見的情緒障礙之一，許多研究表明抑鬱症影響不同腦區的功能，並且抑鬱症表現出的症狀和神經網絡傳(chuan) 遞紊亂(luan) 有關(guan) 。有趣的是，有一些抑鬱症患者在沒有任何治療的情況下會(hui) 自發緩解。腦電（EEG）信號作為(wei) 反映人或者動物大腦信號連接和傳(chuan) 遞直接的指標，並且腦內(nei) 神經網絡中功能連接異常的腦電數據作為(wei) 抑鬱症治療的一個(ge) 標誌指標。      然而，功能連接性與(yu) 抑鬱症的自發性緩解之間的關(guan) 係仍知之甚少。同時關(guan) 於(yu) 抑鬱症自發緩解的神經網絡信號傳(chuan) 遞的腦電研究至今未見報道。因此，今天分享一篇來自BMC Neuroscience上的研究論文，該研究的亮點是利用行為(wei) 學和齧齒類動物EEG的互相驗證，證明抑鬱症自發緩解的電生理機製。

目前研究中關(guan) 於(yu) 抑鬱症的模型有很多，如學習(xi) 無助模型（Learned helplessness），慢性不可預測性應激模型（chronic unpredictable mild stress），社會(hui) 挫敗應激模型（social defeat stress），慢性束縛應激模型（chronic restraint stress）等等。理想的抑鬱症動物模型應該滿足三個(ge) 共同點，那就是：（1）表麵效度（face validity）應激能否引起動物出現抑鬱樣行為(wei) 變化，這是測定行為(wei) 學實驗的理論基礎；（2）構造效度（construct validity），引起行為(wei) 學的病因是否和抑鬱症患者一致；（3）預測效度（predictive validity），常見的抗抑鬱劑能否逆轉因應激引起的抑鬱樣表型的改變，這也是實驗設計陽性對照組的理論來源。每種模型都有其理論基礎，都已被證實過，模型成功與(yu) 否，通過特定的行為(wei) 學實驗檢測，常見的有高架星空体育登录入口网址（檢測焦慮），曠場實驗（檢測運動活動，和探索能力），強迫遊泳實驗（大鼠和小鼠，放棄行為(wei) ）和懸尾實驗（小鼠，放棄行為(wei) ），以及測學習(xi) 記憶的水迷宮實驗，和社交活動的社會(hui) 交互實驗。諾達思信息技術有限責任公司專(zhuan) 注行為(wei) 學研究20餘(yu) 年，自主研發的動物運動軌跡追蹤係統Ethovison可以追蹤平麵或者三維空間的任何運動軌跡，在特定實驗要求的宮體(ti) 環境下，可以自動識別全自動追蹤，進行以上所有的實驗。

同時現代科學研究表明，人的大腦在工作時，會(hui) 自發性產(chan) 生電化學反應，這些生理活動以腦電流形式表現出來。在腦電研究中發現，腦電波有不同的波段，不同的波段有不同的意義(yi) γ神經震蕩是一種高頻波，頻率在30-100HZ之間，存在於(yu) 動物和人類大腦的各個(ge) 區域，如嗅球，丘腦，體(ti) 感皮層和海馬等部位，在各個(ge) 尺度上都能被檢測到。

文章中作者利用CRS1周或3周誘導的小鼠抑鬱模型的EEG信號來分別研究左右兩(liang) 個(ge) 半腦前額葉皮層、體(ti) 感皮層、頂葉皮層和視覺皮層的八個(ge) 腦區的神經網絡腦活動。利用Ethovision軟件（Noldus Information Technology, Wageningen, Netherlands）對行為(wei) 數據進行自動記錄與(yu) 分析，集合EEG數據互相驗證結果。所有的結果如下：

1. CRS誘導的行為(wei) 異常在CRS後時期（3周）自發恢複。在1周（CRS1W組）和3周（CRS3W組）（圖1A）後，進行強迫遊泳實驗（FST）和曠場實驗（OFT）。FST中，CRS1 W組與(yu) 對照組相比顯著升高（191.76±6.27 vs. 155.82±6.20s，p<0.05，圖1b），而CRS3W組的不動時間（144.40±10.83s）恢複至對照組水平。在OFT中，CRS1W組與(yu) 對照組相比移動距離小（2929.67±115.75 vs. 3415.68±113.16s；Mann-Whitney U-test p<0.05，圖1c），中心區停留時間短（42.67±3.39 vs. 84.42±12.26s；Mann-Whitney U-test p<0.05，圖1d）。然而，CRS3 W組移動距離（3664.45±278.77s）（圖1c）和中心區停留時間（77.65±10.76s）（圖1d）恢複至對照組水平。

圖1 抑鬱樣行為(wei) 的自發恢複

2. 從(cong) CRS1W組和CRS3W組8個(ge) 腦區中記錄腦電信號，並分析區域腦電活動（圖2a），對左右半腦區進行交叉相關(guan) 性分析（圖2b），結果表明與(yu) 對照組相比，CRS1W組在許多不同區域的所有頻帶相關(guan) 係數值都增加（圖2c）。但是在CRS3W組中，對照組與(yu) CRS1W組之間觀察到的δ和γ頻帶的所有差異都檢測不到了（圖2C）。這就說明了經過了3周後的CRS3 W組，部分神經連接中斷的功能已恢複正常。

圖2 交叉相關(guan) 性分析

3.下來，使用多尺度神經網絡分析法，做腦網絡的持續性同源分析，在網絡層麵上研究腦電信號傳(chuan) 遞。單聯矩陣表明，與(yu) 對照組相比，CRS1W組在不同頻帶的腦電波上存在功能性距離減小，這表明了CRS1W組中的功能連接性增加。CRS1W組中θ,α和β帶的減少距離在CRS3W組中沒有恢複。但是令人興(xing) 奮的是對照組和CRS3W組之間的γ頻帶的差異消失了（圖3a）。這就說明了經過了3周後的CRS3 W組，γ頻帶的腦電波和行為(wei) 自發緩解有關(guan) 係。

4. 知道了行為(wei) 自發緩解與(yu) γ頻帶的腦電波有關(guan) 係後還不夠，還要做後一步驗證網絡信號傳(chuan) 輸。利用γ震蕩波產(chan) 生的進化神經網絡編碼和層次聚類圖進行驗證，CRS1W組(ε=0.6827)比對照組(ε=0.6971)有更低的終過濾值，表明神經網絡整體(ti) 連通性增加。然而，CRS3W組中的神經網絡進化明顯恢複至對照組水平，並且兩(liang) 組中的終過濾值相似CRS3W，ε=0.7000）（圖3b）。

子網絡層次聚類的樹狀圖結果表明：CRS1W組軀體(ti) 感覺與(yu) 額葉皮質之間的功能距離明顯減小，而CRS3W組則不明顯。圖中線的顏色表示，每個(ge) 連接的組件到所有區域都連在一起的終組件的距離（圖3c）。

在大腦連接網絡圖中，CRS1W組的體(ti) 感和額葉皮層在ε＝0.55時子神經網絡的聯係消失了。在ε=0.75時，CRS1W組與(yu) 對照組相比，體(ti) 感皮質與(yu) 額葉皮質之間的功能距離減小（功能連接性增加），CRS3W組恢複正常。不同的顏色條代表功能距離的不同強度（圖d）。

圖3 利用持久網絡拓撲結構研究γ頻帶的神經網絡發現

後得出結論：雙線性相關(guan) 和多尺度腦網絡的γ振蕩參與(yu) 抑鬱相關(guan) 行為(wei) 的自發緩解，並且這些γ振蕩的信號與(yu) 體(ti) 感和額葉皮質之間的功能網絡連接相關(guan) 。參與(yu) γ振蕩的神經元高精度同步調節它們(men) 的放電，給予時間整合。因此，γ振蕩促進神經元之間的通訊連接，並在皮層整合和知覺/認知中發揮關(guan) 鍵作用，為(wei) 抑鬱症的病理生理機製提供新的研究思路。