重性抑郁障碍(major depressive disorder,MDD)是一种具有高患病率、高复发率、高共病率以及高自杀率的情绪障碍的重性精神疾病。据世界卫生组织预测,在2030年MDD将成为全球第一大疾病负担。我国估计有9000万的MDD患者,给社会及家庭带来沉重的经济损失及危害。然而,MDD的神经生物学机制仍不清楚,其诊断仍主要依赖于主观的临床症状,缺乏客观的生物标记物。磁共振成像通过非侵入、无损的方式对大脑进行成像,从而用来研究大脑的结构和功能,为MDD的神经机制研究提供了重要的手段。本文将基于多模态的磁共振成像来研究MDD的神经影像学改变,从而探讨MDD的神经生理学机制。本论文主要包括了以下三个部分的工作:研究一:MDD是一种以认知受损和情感症状为特征的常见精神疾病。目前越来越多的神影像学研究关注于情绪调节,且结果一致表明情绪调节网络的异常是MDD的核心特征及内在的神经机制。虽然以往研究表明情绪调节网络内各脑区的灰质体积均发生了改变,但其相互作用及其关系仍然不清楚。因此,本研究在65例MDD患者和与其性别,年龄相匹配的65例健康对照的样本上,利用灰质体积的结构共变的方法去考察情绪调节网络的异常。非参数置换检验(P<0.05)用于确定MDD患者组与健康对照组之间结构共变连接的差异。结构共变分析发现相对于健康对照,MDD患者在左侧角回与左侧杏仁核,右侧角回与右侧杏仁核的灰质体积相关强度增加,而右侧角回与后扣带回的灰质体积相关强度降低。我们的研究结果进一步支持了情绪调节网络的结构共变模式的破坏是MDD的情绪失调节的神经机制。研究二:大脑网络的核心节点在传输和整合不同功能模块的信息中起到了极其关键的作用。在MDD患者中,大脑网络核心节点是否发生了改变,这一点并不清楚。因此,本研究运用静息态功能磁共振数据以及图论的方法对MDD全脑网络的核心节点进行研究。我们首先计算了34例MDD患者和34例性别、年龄相匹配的健康对照的静息态功能连接强度,构建了基于体素的全脑功能网络,并且比较两组被试基于体素的全脑度中心度值的改变。其结果表明,相对于健康对照组,MDD患者在膝下前扣带回的度中心度值显著减弱。其次,我们对膝下前扣带回进行静息态全脑功能连接分析,结果显示MDD患者的膝下前扣带回与后岛叶、颞中下回、舌回和小脑等区域的功能连接显著减弱。最后,对MDD患者的汉密尔顿抑郁量表得分与以上指标的相关研究结果表明,MDD患者汉密尔顿抑郁量表得分不仅与膝下前扣带回的度中心度值呈显著相关,而且与膝下前扣带回和后岛叶、颞中下回、舌回和小脑等区域的功能连接呈显著相关。本研究通过揭示MDD患者的膝下前扣带回度中心度值的改变及其与额叶-边缘-视觉认知皮层网络连接的异常,为MDD的诊断和治疗提供了新的思路。研究三:磁共振成像的研究发现MDD存在多个脑区的结构和功能异常。虽然在脑网络水平上的研究取得了一些进展,但这些研究结果往往受到药物、病程以及节点的定义的影响,导致结果并不一致。因此,本研究采用扩散磁共振数据和脑网络组图谱以及图论的方法对首发-未服药MDD的脑白质结构网络进行探讨。我们采集了19例首发-未服药MDD患者和性别,年龄和受教育年限相匹配的30例健康对照的扩散磁共振数据。确定性纤维追踪被用来构建MDD患者组和健康对照组的全脑白质解剖网络。非参数置换检验用于确定首发-未服药的MDD患者组和健康对照组在网络拓扑属性上的差异。结果发现MDD患者网络节点的拓扑属性受到了破坏,主要位于双侧海马旁回、双侧基底节、双侧顶下小叶、左侧中央后回、左侧中央旁小叶、右侧颞中回、右侧顶上小叶、右侧岛叶、右侧枕叶皮层腹中部、右侧扣带回以及右侧丘脑。此外,研究结果还表明MDD患者组的右侧顶上小叶、右侧岛叶的节点介数与病程呈正相关,右侧丘脑、左侧海马旁回的节点介数,左侧海马旁回、右侧顶下小叶的节点度与汉密尔顿的抑郁得分呈显著正相关。这些结果为我们理解MDD的脑网络机制提供了新的观点。在本论文中,我们基于结构磁共振成像、静息态功能磁共振成像以及扩散磁共振成像研究了MDD的结构、功能与解剖网络的异常。这些研究结果为认识MDD的神经生理学机制提供了重要的参考意义。