近日，上海大学脑机工程研究团队在《Behavioural Brain Research》期刊发表一篇题为“Similarities and differences between Chronic Primary Pain and Depression in brain activities: Evidence from Resting-State Microstates and auditory Oddball Task”的论文。该研究通过脑电微状态分析，揭示了慢性原发性疼痛（CPP）和抑郁症（MDD）患者在静息态和Oddball任务中的脑功能差异，为这两种疾病的临床诊断和干预效果评估提供了新的生物标志物。
背景意义：
慢性原发性疼痛（CPP）是一种与显著情绪困扰和功能残疾相关的慢性疼痛，不能归因于其他慢性疼痛状况。抑郁症（MDD）是慢性疼痛中最常见的共病精神障碍。了解CPP和MDD的神经机制对于改善诊断和治疗至关重要。一些基础神经科学研究表明，脑科学研究是解析脑疾病发病机制、发现药物新靶点的重要途径。
主要工作：
研究团队招募了CPP患者、MDD患者和健康对照组（HC）各20名，通过脑电图（EEG）记录了参与者的静息态和Oddball任务中的脑电活动。研究发现，CPP和MDD患者在静息态中微状态C的出现率和转换概率均降低，且CPP患者的微状态C与临床疼痛严重程度、疼痛相关负面情绪和抑郁水平呈负相关。此外，在Oddball任务中，CPP组在额叶区域的能量最低，而MDD组在枕叶区域的能量最高。
figure 1本研究的实验范式包括两种类型：休息状态和任务状态。休息状态包括两分钟的睁眼休息、四分钟的闭眼休息和两分钟的睁开眼睛休息。任务状态刺激包括1000Hz标准刺激和1200Hz目标刺激。刺激以伪随机方式排列，每个刺激之间的间隔在1000到1500毫秒之间。
研究结果：
CPP和MDD患者静息态微状态C的时空参数减少，表明大脑网络动态异常
figure 2图a分别显示了HC、CPP和MDD的四个微观状态类的空间配置。每行显示每组的四种地形配置（A-D）。b小提琴图显示了三组中每个微状态的覆盖范围，c小提琴图显示三组中每种微状态的持续时间，d小提琴图显示这三组中各微状态类别的出现情况
figure 3图显示了微观状态转换概率。箭头指示三组之间从一个微观状态到另一微观状态的转变是否存在显著差异。红色箭头表示统计显著性，而蓝色箭头表示无显著性。小提琴用于显示具有显著差异的组的转换概率
Oddball任务中，CPP组在额叶区域的能量最低，而MDD组在枕叶区域的能量最高
figure 4 Oddball任务中不同频率下的PSD脑地形图。CPP组在额叶区域显示出最低的能量，而与MDD和HC组相比，CPP组额叶和顶叶区域的Delta带能量水平较低。相反，与CPP和HC组相比，MDD组枕部能量水平在Delta和Gamma波段更高。此外，所有三组在Theta、Alpha和Beta波段的枕骨区域都表现出更高的能量水平。
微状态C与疼痛和抑郁指标呈负相关，而Oddball任务中的Gamma频带PSD与焦虑、抑郁水平和近期疼痛经历呈正相关。
figure 5图显示了微状态C、PSD和微状态A与疼痛和情绪相关指标的回归分析，显示了显著和不显著的关联。在回归分析中，微观状态C和PSD之间以及微观状态A和PSD之间显示出显著和不显著的相关性。显著关联用红色表示，而非显著关联用绿色表示。
总结：
本研究通过静息态微状态分析和Oddball任务中的PSD分析，揭示了CPP和MDD患者大脑网络动态的异常，为这两种疾病的临床诊断和干预效果评估提供了新的生物标志物。研究结果强调了微状态C和任务相关PSD特征作为潜在客观生物标志物的重要性。
论文信息：
Lele Y, Banghua Y, Xi L, et al. Similarities and differences between chronic primary pain and depression in brain activities: Evidence from resting-state microstates and auditory Oddball task[J], Behavioural Brain Research,2025, 477:115319.
论文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0166432824004753?dgcid=author
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2024/12/20 10:16
