边缘系统浅析

边缘系统的构成、功能简述与抑郁症相关研究前沿
   
关键词:边缘系统;构成与功能;研究进展;抑郁症
正文
边缘系统是什么?边缘系统(limbic system)的概念是由边缘叶衍化而来。指的是高等脊椎动物中枢神经系统中由古皮层、旧皮层演化的大脑组织以及和这些组织演化成的大脑组织以及和这些组织有密切联系的神经结构和核团的总称。
现在,学者多认为边缘系统的边缘叶主要位于左侧半球皮质,学习与记忆、情绪及内脏调节是种系进化过程中保存下来的基本神经功能,不是人类特有的功能,但却是维持生命不可或缺的功能。
另外,近几年来,关于边缘系统的研究中,与抑郁症相关的研究占据了很大一部分,因此本文会就边缘系统与抑郁症相关前沿文献作一定的总结与思考。
一、边缘系统的结构与功能
1.1 隔区和隔核
隔区(septal area)位于胼胝体嘴的下方包括旁嗅区核胼胝体下回,在胼胝体下回的前外部深陷于沟内称为前海马原基。人脑隔区可分为两部分,即透明隔核中隔。前者由神经胶质细胞和神经纤维组成,构成侧脑室前角的内侧壁;后者由神经元和神经纤维组成。
中隔区是多种纤维系统贯穿的区域,接受穹窿、终纹、前传质、扣带回以及经浅脑内侧束的中脑网状结构上行纤维,发出纤维投射到边缘系统各部皮质以及脑干网状结构。
温州医学院学报 中隔区于饮水有关,若动物的中隔区受损,则饮水量增加。此外,电刺激中隔区可引起一种幸福感和愉快的感情,有人将之称为报酬中枢或快乐中枢。
1.2杏仁体
杏仁体(amygdaloid body)又称杏仁核或杏仁核簇(amygdaloid nuclear complx),位于侧脑室下角前端上方、海马回钩的深面、豆状核的腹侧;其吻侧邻接前穿质和梨状皮质,尾侧与尾状核尾相连。
杏仁体的纤维连接广泛,与嗅脑、大脑新皮质、隔核、背侧丘脑和下丘脑等有丰富的纤维联系。
杏仁体主要参与内脏以及内分泌活动的他调节、情绪活动。杏仁体虽然接受大量的嗅觉冲动,但它与嗅觉的感知却无密切关系。运动实验证明,刺激杏仁体时可因刺激的位置和强度不同而引起种种反应,其主要表现是:①“遏制反应”,刺激杏仁体后自动进行的动作立即停止;②引起内脏及自主性反应,如呼吸频率、节律幅度的变化,血压的升高或降低,心率的增减;③情绪反应,如不安、发怒或安静;④内分泌反应,如乳腺分泌增加
1.3海马结构
海马结构(hippocampal formation)包括海马、齿状回、海马旁回和下托,属于古皮质。
海马(hippocampus)又称Ammon角,暴露在侧脑室下角内,为一镰状的弓形结构。海马的吻侧形成几个横形的隆起,叫海马足(pes hippocampi)。海马行向胼胝体方向的部分逐渐变窄。沿海马内侧缘有一白扁平的纤维束,叫海马伞(fimbria of hippocampus),它向后方续于穹窿。
海马结构的主要传出纤维是穹窿,其中多数纤维止于乳头体,也有隔区的纤维。通过乳头丘脑束,乳头体与丘脑的前核建立往返联系,而丘脑前核又与扣带回有往返纤维联系,扣带回通过扣带又和海马旁回密切联系。因此海马旁回→海马结构→乳头体→丘脑前核→扣带回→海马旁回形成环路,称海马环路,又称Papez环路。该环路与情感、学习核记忆等高级神经活动有关。
1.丁酮4边缘系统的功能
边缘系统的功能主要功能大致可归纳三个方面:①调节内脏活动②影响或产生情绪③与个体保存(如寻食,防御等)和种族保存(生殖行为)有关。这在维持个体生存和种族生存(延续后代)方面发挥重要作用。④参与脑的记忆活动,特别是海马与学习记忆活动(特别是近期记忆)关系密切。⑤引起睡眠活动⑥调节中枢神经系统内的感觉信息
二、 边缘系统与抑郁症的相关研究进展及前沿
2.1抑郁症相关的认知与情绪系统脑网络异常
对周围的情境有正常的认知及产生相应的情绪对于人类社会交往有重要意义与健康人
相比, 抑郁个体却对情境有着减弱的认知加工及过强的情绪加工, 这反映了大脑中认知及情绪网络功能上存在异常以脑功能磁共振成像为研究手段, 近年来对抑郁症脑机制的研究逐渐增多这些研究在认知、情绪以及二者交互作用3个方面集中显示了额叶-边缘系统的功能改变其中, 情绪网络异常主要体现在杏仁核和脑岛金属钝化剂, 并涉及5-羟胺转运体基因型与抑郁症之间的关系; 认知网络异常主要体现在执行控制和默认网络; 湖南大学研究生信息管理系统而抑郁症对二者交互作用的影响则主要体现在杏仁核和背外侧前额叶
大量行为学数据表明, 抑郁个体存在着负性情绪加工偏向(negative emotional bias); 相应地, 脑功能成像揭示杏仁核对负性面孔刺激激活增强, 对正性面孔刺激激活偏中性, 而对中性面孔刺激的激活偏负性。另外, 除了情绪性面孔, 大多数的脑成像研究也发现, 抑郁个体在对其他情绪性刺激进行加工时, 杏仁核的激活强于正常人。
2.2抑郁症后扣带回亚区间有效连接异常的研究
  十八和谐综合区后扣带回属于大脑边缘系统区 域,包含4个亚区:Brodmann area(BA) 23 BA29 BA30 和BA31 既往研究发现抑郁症患者PCC 存在异常研究发现抑郁症患者严重程度与PCC 局部脑区自发活动的时间同步性相关。研究者发现抑郁症患者PCC的灰质体积较正常人增加 
多数研究 基于功能磁共振成像数据,通过探讨患者的PCC与大脑其他脑区的功能连接关系,尤其是与脑功 能默认网络中的区域的功能连接,发现抑郁症患者的 PCC 中有明显的功能连接异常但这些研究尚未明确阐明抑郁症患者PCC功能异常机制
这个研究通过spDCM 有效连接分析发现抑郁症患者PCC 内部亚区间有效连接异常,这可能导致 PCC 内部区域不能正常协作完成PCC 的功能 这些功能任务执行错误不仅影响PCC 本身功能,甚至有可能影响PCC与外部区域连接网络所涉及的功能,从而使得抑郁症患者PCC功能异常
2.3对抑郁症患者海马代谢和结构的研究
研究可得,抑郁症患者海马体萎缩是目前研究较为一致的发现,然而抑郁症患者的海马体积却能够被许多因素影响,比如患者的起病年龄、发病次数与病程等。
目前抑郁症的临床诊断主要依据患者及家属叙述的临床表现及症状,辅以相应的标准化评定量表神经心理学测试,同时排除其他器质性病变,再进行鉴别诊断,最后得出诊断结论, 缺乏客观参考指标通过MRS 技术能较为及时灵活准确地反映海马神经元活性及功能的改变,而联
合VBM 技术对于患者海马结构的改变也可提供一些参考,对于探讨抑郁症患者的脑改变,为进一步阐明抑郁症的发病机制和建立抑郁症诊断的影像学可量化的客观指标提供思路
2.4基于精神影像和人工智能的抑郁症客观生物学标志物研究进展
  目前,抑郁症的防治工作依然十分艰巨,主要在于其发病 机制不清缺少客观的临床诊断标准。 抑郁症的临床症状具有高度异质性,但现今临床医师主要依据 量表进行主观判断来诊断抑郁症,使得误诊或漏诊的现象频发为解决这一问题,基于大数据下的人工智能通过对已有的数据和关系进行重新组织,不断优化自身计算性能,实现了高精度的数据提取与准确分类,极大程度弥补了临床医师主观判断的不足
人工智能辅助识别抑郁症客观生物学标志物有赖于内表型的桥梁作用。内表型作为基因型与表现型之间的中间标志,既避免了原发基因机制的高度争议以及患者临床症状的异质性,又能在基因与临床表现的关联分析中表现出较高的灵敏性。以磁共振影像数据为代表的精神疾病内表型研究不仅能提供脑组织的结构信息,还可以刻画反映病变组织功能随时间变化的动态信息。同时,其高分辨非侵入性时空连续性等优点也进一步确定了影像诊断技术在神经精神疾病中重要的临床价值
2.5 老年抑郁症的认知功能障碍
老年抑郁症是老年人常见的精神行为问题之一老年抑郁症的概念有广义和狭义之分广义的老年抑郁症是指发生在老年期的所有抑郁症患者,包括既往发生的抑郁症延续到老年期的患者;狭义的老年抑郁症是指老年期首发的抑郁症患者 一般老年抑郁症常常指的是狭义的概念老年抑郁症常常伴有认知功能的改变,而认知功能障碍的患者也常会伴有抑郁发生,二者之间相互影响,彼此渗透,给临床的诊断和带来极大的困难 然而老年抑郁症常常被误解为一个生理衰老过程,因此多年来一直未得到系统的诊疗
在老年人中,抑郁与认知功能障碍存在着复杂的联系老年抑郁症伴有认知功能损害,认知功能障碍的患者常伴有抑郁表现,二者交互重叠,断面很难鉴别老年抑郁症 MCI 和痴呆是不同的疾病实体,但有某些共同的神经生物学机制,可能代表一个临床连续体
其中,老年抑郁症所带来的边缘系统改变尤为明显,老年抑郁症以病程迁延效应差认知功能受损显著为特征,其背后原因尚未明了神经影像学研究显示,老年抑郁患者存在大脑结构和功能的改变,包括额叶皮质不同部位海马和杏仁核体积的变小,前额叶孤束核基底节的代谢降低,海马5-HT2A受体亲和力减低,特别是前额-纹状体-边缘网状结构灰质体积的改
香港历史
变最为显著
结论:
对边缘系统的目前无论是我们也好,还是研究者来说,都只是初步的了解,有关边缘系统的许多问题还有待进一步研究,边缘系统还有许多奥秘等待着人类研究者的探索与发现,不过与前些年井喷式的研究文献发表相比,边缘系统这方面的研究的热度有下降的趋势。
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