精神疾病，是指在各種生物學、心理學以及社會環境因素影響下，大腦功能失調，導致認知、情感、意志和行為等精神活動出現不同程度障礙的疾病。

1982年我國對12地區的城鄉12000戶, 共計51982人進行篩查, 結果顯示:“在15歲及以上 (38136人) 人口的精神障礙時點患病率為10.54‰。1993年第二次全國流行病學調查在1982年調查的12個地區中的7個地區進行, “在15歲及以上人口的精神障礙 (不含神經癥) 的時點患病率為11.18‰, 終身患病率為13.47‰。

二十一世紀以來，我國各地區開始自主進行本地區的精神疾病流行病學調查。時點患病率和終身患病率可達到2%~3%，二十年間精神疾病患病率幾乎翻倍。精神疾病嚴重損害患者的心身健康，給患者家庭，社會帶來沉重的負擔。

近紅外腦功能成像fNIRS

功能近紅外光譜（fNIRS）是一種評估大腦功能的技術，它利用近紅外光譜實時測量大腦皮層的氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白含量。fNIRS具有適用范圍廣泛、運動偽跡不敏感、電磁兼容性好、時空分辨率高等優勢，可以在自然情境下使用。這些優勢使得fNIRS適合于評估成年人的大腦功能與疾病，如精神分裂癥和心理障礙等。

圖 近紅外腦功能成像裝置。

大量研究表明，fNIRS可以通過評估大腦相關區域的腦功能激活程度和腦功能連接狀態等，研究精神疾病患者腦功能的變化。

精神疾病患者腦功能激活的改變

Valentina Quaresima等人（2006）對9名健康被試（對照組）和9名患有精神疾病的患者（實驗組）進行語言流暢性任務(VFT)。

結果發現，在VFT執行過程中，所有對照組的雙側前額葉皮層（PFC）均表現出典型的fNIRS激活反應(O2Hb升高，HHb降低較小)。另一方面，PFC對VFT的反應在對照組和實驗組之間存在顯著差異。

圖 在執行VFT任務時，對照組PFC激活反應明顯，實驗組激活不明顯。

Hemant Bhargav等人（2014）在對 18名精神分裂癥患者和 18名健康被試進行圣光調息法（瑜伽的一種呼吸練習法）訓練時，同時進行fNIRS數據采集。

研究發現，在KB訓練過程中，健康被試大腦皮層的氧合血紅蛋白的總血紅蛋白顯著升高，而對于精神分裂患者而言并沒有產生影響。在NIRS測量中，oxyHb被認為是區域腦血流變化最敏感的指標，精神分裂癥患者在KB訓練時，其腦血流量或PFC激活明顯少于健康被試。

圖 在KB訓練過程中，健康被試和精神分裂癥患者大腦皮層血氧變化

Takei等人（2013）對29名精神疾病患者和31名健康被試在180秒的談話期間進行近紅外光譜數據采集。與健康被試相比，精神疾病患者談話任務的表現下降，顳葉和右側額下回的激活均下降。結果表明，談話過程中精神疾病患者的腦功能障礙與顳葉和右側IFG的功能缺陷有關。

圖 會話任務中[oxy-Hb]的平均波形。綠線，健康被試。紅線，精神分裂癥患者。

精神疾病患者在腦功能連接的改變

Zahra Einalou等人（2014）研究了精神分裂癥患者和健康人在stroop任務中前額皮質（PFC）的功能連接的區別。

實驗對象面前有兩個單詞，一個寫在另一個上面。上面的是墨色的，而下面的是白色的。受試者被要求判斷下面寫的單詞是否正確地表示上面單詞的顏色。如果顏色和單詞匹配，則受試者用食指按鼠標左鍵，如果不匹配，則用中指按鼠標右鍵。受試者被告知要盡可能快速、正確地完成任務。單詞會一直留在屏幕上，直到給出最長為3秒的響應。試驗之間的屏幕是空白的。實驗包括中性（Neutral）、一致（Congruent）和不一致（Incongruent）的實驗。在中性條件下，上面的單詞由四個墨水顏色的X (XXXX)組成。在相同條件下，上一字的墨色與字本身是相同的，而在不相同條件下，上一字的墨色與字本身是不同的。試驗以半封閉的方式進行。每組試驗6次。Block內刺激時間4.5s，block間隔20s。Block內的試驗類型是均勻的(但是錯誤和正確試驗的安排正在改變)。每一種都有五塊。實驗是在一間安靜、光線略暗的房間里進行的。文字通過離受試者0.5米遠的液晶屏幕呈現。

圖 健康被試和精神疾病患者腦功能連接性示意圖。

結果顯示，PFC的功能連接性與認知負荷相關。精神分裂癥患者與健康被試不同，當處于不相同的條件下（Incongruent）時，精神分裂癥患者的功能連接性明顯降低。

小結

得益于fNIRS的高定位能力、對言語等運動不敏感、適合于自然情景等優勢，近紅外腦功能成像在精神疾病的輔助診斷、藥物與物理干預療效評價等領域開展了廣泛的臨床應用和基礎研究，已成為精神心理相關科室不可或缺的定量評價平臺。

參考文獻

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