对前额叶-杏仁核回路的计算建模将功能连接性的改变与重度抑郁症中的回路层面机制联系起来

《Journal of Computational Neuroscience》：Computational modeling of prefrontal-amygdala circuits links functional connectivity alterations to circuit-level mechanisms in major depression

　　

摘要

重度抑郁症中前额叶皮层-杏仁核回路的连接性改变与异常的回路状态相关。尽管神经影像学研究提供了大量证据，表明在抑郁状态下该回路的功能连接性变化是一个常见特征，但关于这些变化如何影响回路功能仍知之甚少。在本研究中，我们提出了一种生物物理计算模型，该模型采用了改进的Jansen-Rit神经质量模型来构建这一回路。通过静息态功能性磁共振成像来计算该回路的功能连接性并模拟脑电信号，旨在探究功能连接性异常如何导致或与回路功能障碍的潜在机制相关。数值模拟结果表明，在正常情况下，杏仁核在该回路中起着关键的调节作用。当模型中杏仁核被强烈激活时，它会抑制腹内侧前额叶皮层并激活吻侧前扣带回皮层，从而导致异常的回路状态。在健康状态下，杏仁核通过自下而上的调节维持其活性，从而支持情绪调节和网络稳定性。杏仁核在该回路中发挥着关键的调节作用，而功能连接性的变化可能是导致认知控制与情绪调节失衡的潜在因素。我们还在建模框架中证明了功能连接性的改变与异常的回路状态相关，这可能是抑郁症状表现背后的重要机制。本研究结合了数据分析和理论建模技术，从计算角度揭示了抑郁症的潜在病理机制，并提出了可能的治疗靶点。