重度抑郁症患者的任务切换能力受损：非情绪性和情绪性刺激的时频分析

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重度抑郁症患者的任务切换能力受损：非情绪性和情绪性刺激的时频分析

时间：2026年2月3日

来源：Asian Journal of Psychiatry

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本研究比较抑郁症（MDD）患者与非情绪和情绪任务切换时的ERP及ERSPs差异，发现患者呈现不同的任务切换缺陷模式，涉及早期视觉处理、冲突监控、认知资源分配及多阶段情绪处理异常，揭示MDD认知不灵活性的新神经机制。

郑凯丽|彭婉蓉|刘赵霞|顾晓双|唐美倩|司伟军|易金瑶

中南大学第二湘雅医院医学心理中心，中国湖南长沙410011

摘要

背景

重度抑郁症（MDD）的特征是认知功能显著受损，包括任务切换功能障碍。本研究探讨了MDD患者在非情绪性和情绪性任务切换过程中的差异，并探索了其背后的神经心理机制。

方法

研究招募了48名MDD患者和52名健康对照组（HCs）。在参与者执行非情绪性和情绪性任务切换任务时，记录了行为数据和脑电图（EEG）数据。通过分析事件相关电位（ERPs：P2、N2、P3差异波）和事件相关频谱扰动（ERSPs：θ波、α波、β波功率）来评估组间差异。

结果

在幅度任务中，MDD组的枕叶Pd2振幅降低（p<0.001，η²_p=0.20），额叶/中央区域Pd3振幅增加（p<0.001，η²_p=0.10），α波功率差异较大（p<0.05，η²_p=0.04）。在性别任务中，MDD组的枕叶Pd2振幅增加（p<0.05，η²_p=0.04），P3时间窗口内的α波功率差异也较大（p<0.01，η²_p=0.03）。在情绪任务中，MDD组的Pd2潜伏期延长（p<0.05，η²_p=0.04），Pd3振幅降低（p<0.05，η²_p=0.10），θ波功率差异减小（p=0.05，η²_p=0.03），β波功率差异增大（p<0.05，η²_p=0.04）。

结论

MDD患者在非情绪性和情绪性任务切换场景中表现出不同的缺陷模式，这些缺陷体现在早期视觉处理、冲突监控、认知资源分配和多阶段情绪处理方面的异常。本研究揭示了MDD中认知灵活性受损的新的电生理机制。

引言

重度抑郁症（MDD）是一种严重且致残的精神疾病，全球有超过3亿人受到影响（Cui等，2024；Fang等，2020）。认知缺陷是MDD患者常见的挑战（Rhee等，2024；Varghese等，2022），其中任务切换功能障碍是一个重要问题（Ahern等，2024；Liu等，2021）。这种障碍通常被视为抑郁症的内表型，表现为难以摆脱负面信息、抑制无关思维或在任务之间切换注意力，严重影响日常生活和职业生活（Koshikawa等，2022）。因此，深入理解MDD中任务切换功能障碍的机制对于开发更有效的干预措施至关重要。

认知灵活性是指在非情绪信息和情绪信息之间切换的能力（Grol和De Raedt，2018；Koch等，2018；Samson等，2022；Twivy等，2021）。评估这两种能力的常用指标是切换成本，但在MDD研究中的应用结果不一：一些研究未发现MDD患者的切换成本异常（Whitmer和Gotlib，2012），而另一些研究则报告切换成本增加且反应变慢，尤其是在情绪刺激下（De Lissnyder等，2012；Koshikawa等，2022；Piguet等，2016）。这些差异可能源于同一研究组内未直接比较非情绪性和情绪性任务切换（Dell'Acqua等，2022；Lo和Allen，2011）。这突显了需要一种综合方法，结合精确的神经生理测量，直接比较不同类型刺激下的切换成本，以更全面地理解这种障碍。

事件相关电位（ERPs）能够以高时间分辨率捕捉脑电图（EEG）的波动（Luck，2014）。P2、N2和P3成分与任务切换过程密切相关（Finke等，2012；Zhuo等，2021）。然而，由于切换和重复试验具有重叠的控制过程，直接比较它们可能会因抵消效应而掩盖某些神经特征（Tarantino等，2016）。因此，研究人员也使用ERPs差异波来测量切换成本，以获得更准确的结果。例如，P2差异波（Pd2）可能反映在认知要求高的条件下目标处理速度较慢（Finke等，2012）。N2差异波（Nd2）与认知控制和冲突检测相关，振幅较小表明冲突监控减弱（Gajewski等，2010）。P3差异波（Pd3）与任务切换期间的认知资源重新配置有关（Zhuo等，2021）。

ERPs在检测非相位锁定的振荡成分方面存在局限性。相比之下，事件相关频谱扰动（ERSPs）在时频域提供了更全面的振荡活动测量（Makeig等，2002；Vecchio等，2022）。最近的研究显著提高了我们对θ波、α波和β波振荡如何支持和调节任务切换过程的理解（Laquitaine等，2024；Strzelczyk和Langer，2024；Zhang等，2023）。特别是θ波振荡在实现高效认知控制和降低切换成本方面起着关键作用（Cooper等，2019；Cooper等，2017）。研究表明，θ波活动在神经精神病患者中表现出最佳水平，适度的增强有助于成功切换，但过度增强可能导致快速错误（Laquitaine等，2024）。α波振荡反映了自上而下的抑制机制，与从记忆中检索任务相关信息密切相关（McKewen等，2020；Wolff等，2017）。β波振荡则与平滑和高效的任务集切换相关（Capizzi等，2020；Chau Delgado等，2025）。此外，β波活动的增加与降低的行为切换成本相关（Proskovec等，2019）。然而，MDD患者任务切换障碍的具体时频特征仍有待直接研究。

鉴于将ERP和ERSP分析结合起来将大脑活动与行为表现联系起来的重要性（Bernat等，2007），本研究采用这些方法系统地检查了MDD患者和健康对照组（HCs）的任务切换表现。我们使用非情绪性（数字：幅度/奇偶性）和情绪性（面孔：性别/情绪价值）任务来全面评估不同信息领域的切换表现。通过结合这些更精确的神经生理测量，并比较非情绪性与情绪性切换成本，我们旨在描述MDD中的任务切换缺陷，并探索其背后的神经生理机制。我们假设MDD患者在非情绪性和情绪性情境中都会表现出任务切换表现受损，表现为（1）行为缺陷（切换成本增加和准确性降低），（2）ERP成分改变（P2/N2/P3形态），以及（3）与健康对照组相比的ERSP频段功率紊乱（θ/α/β）。这些多模态发现将为理解MDD中的行为缺陷提供宝贵的神经生理机制见解，可能有助于开发更有针对性和有效的治疗干预措施。

参与者

本研究获得了中南大学第二湘雅医院伦理委员会的批准（批准代码：2022059；批准日期：2022-12-29）。所有参与者均签署了书面知情同意书。我们从中国长沙的两家综合医院的心理门诊招募了48名符合《精神障碍诊断与统计手册》第五版（DSM-5）定义的MDD诊断标准的患者。我们还招募了52名健康对照组（HCs）。

参与者

两组在人口统计变量上没有显著差异（表1）。与健康对照组相比，MDD组在CES-D和SAI评分上显著更高。

行为结果

行为结果总结在表2和表S1中。组间反应时间差异不显著。任务和试验类型的主效应均显著。任务×试验类型的交互作用也显著，情绪任务中的切换试验反应时间比其他类型更长。

讨论

据我们所知，这是首批同时研究MDD患者和健康对照组在任务切换过程中的行为、ERPs和ERSPs指标的研究之一。我们的结果表明，MDD患者在非情绪性和情绪性任务切换过程中表现出不同程度的障碍。具体来说，非情绪性任务切换障碍与早期感觉缺陷和后期资源重新分配有关，而在从情绪性任务切换到非情绪性任务时存在障碍。