边缘区时变动态功能连接聚类识别情感状态：愤怒-身体攻击在抑郁与焦虑恶化中的中介作用

《Molecular Psychiatry》：Identifying affective state via clustering of temporal variability in limbic activity and mediating role of negative emotion

本研究针对情绪相关脑区（如杏仁核、伏隔核）在抑郁与焦虑中的核心作用，提出传统静态功能连接（FC）分析难以捕捉脑活动的动态特性。研究人员利用人类连接组计划（HCP）的1080名健康受试者静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）数据，通过组独立成分分析（ICA）提取边缘系统功能网络，并基于其时间变异性进行谱聚类。结果发现，边缘网络时变性的升高通过愤怒-身体攻击水平部分中介了抑郁与焦虑状态的恶化。该研究首次在健康人群中揭示了边缘区动态功能连接与情感症状的神经心理通路，为情绪障碍的早期识别提供了新视角。

　　

情绪如同生活的底色，既塑造了人类的沟通与决策，也潜藏在精神健康问题的核心。抑郁与焦虑等常见情绪障碍，其核心症状往往表现为情感状态的失调。脑科学研究早已发现，杏仁核（amygdala）和伏隔核（nucleus accumbens）作为边缘系统的关键节点，在情绪处理中扮演着重要角色——杏仁核负责评估刺激的情感意义（如恐惧、威胁与奖赏），伏隔核则整合动机与决策信息，参与奖赏相关的情感体验。然而，传统的功能磁共振成像（fMRI）研究多基于全扫描时长的静态功能连接（FC），忽略了脑网络随时间动态变化的特性，这限制了对情绪神经机制的深入理解。

为了突破这一局限，Lee等人发表于《Molecular Psychiatry》的研究，创新性地将时变动态功能连接（dynamic FC）分析与聚类模型结合，探索了边缘脑区活动的时间变异性如何通过负面情绪影响情感状态。研究团队假设，即使是在健康人群中，边缘网络活动的动态特征也可能与潜在的情感症状风险相关。

研究主要依托人类连接组计划（HCP）的S1200数据集，筛选出1080名健康受试者的静息态fMRI数据。通过组独立成分分析（ICA），从杏仁核和伏隔核与全脑的功能连接中提取出9个具有高可靠性的功能网络，包括伏隔核-感觉运动网络、杏仁核-视觉网络等。随后，采用滑动窗口法（窗口时长30秒）计算每个网络在时间序列上的权重值，并以权重方差作为时变性指标。基于这些指标，通过谱聚类将受试者分为两个集群：Cluster 1（700人）和Cluster 2（380人）。

聚类结果揭示时变性与情感症状的关联

Cluster 2相较于Cluster 1表现出更高的网络时变性，且该集群的愤怒-身体攻击（anger-physical aggression）得分显著更高。尽管两组在多数认知测试中无差异，但Cluster 1在执行功能相关测试（如维度变化卡片分类测试）中表现更优。

愤怒-身体攻击的中介作用

中介分析显示，愤怒-身体攻击水平显著中介了集群（以Cluster 2为参照）与抑郁、焦虑症状之间的正相关关系。具体而言，Cluster 2的较高时变性通过提升愤怒水平，间接导致抑郁（中介系数ab=0.19）和焦虑（ab=0.17）症状的恶化。这一效应在调整年龄后仍然稳健，而其他负面情绪（如恐惧、悲伤）未呈现显著中介作用。

功能网络的功能分化

研究提取的9个网络可分为杏仁核相关与伏隔核相关两类。杏仁核网络主要连接视觉区、眶额皮层、海马等区域，参与情感信息接收与高阶整合；伏隔核网络则与丘脑、基底节等区域联动，涉及奖赏处理与感觉中继。这些网络的空间分布印证了边缘系统在情感处理中的分工。

结论与意义

本研究表明，边缘脑区（尤其是杏仁核与伏隔核）功能连接的时变特性可作为情感状态的神经标记。在健康人群中，较高的时变性与愤怒水平的提升相关，而愤怒进一步介导了抑郁与焦虑风险的升高。这一发现不仅深化了对情绪障碍神经机制的理解，还提示动态功能连接分析在临床早期预警中的潜力。例如，针对时变性升高的个体，可优先采取愤怒管理干预以预防情感症状恶化。研究创新性地将动态脑网络特征与心理中介模型结合，为精神健康的精准防控提供了新思路。