双相障碍是一种慢性的、严重的精神疾病,其情绪和活动水平会在抑郁期和躁狂或轻躁狂期之间振荡。双相障碍影响着世界大约1%的人口,给患者造成了长期的脑损伤,也给家庭和社会带来了沉重的负担。大约2/3的患者,首次发作为抑郁期,第一次躁狂期平均要5到9年才会出现,因此抑郁期双相障碍患者（也就是双相抑郁）容易被误诊为单相抑郁,从而会被当成单相抑郁治疗,尽管此时心境稳定剂和抗精神病药比抗抑郁药更有效。精神健康专家依赖现象学的诊断系统,而不是基于验证的诊断和治疗的生物标志物。到目前为止包括双相抑郁在内的精神疾病还没有存在被广泛接受的生物学标记物。基于磁共振成像获得的大脑测量被认为是一种内表型,与行为表型相比,这些内表型可能具有更简单的遗传结构,因此有助于双相抑郁病理机制的研究。近年来的功能磁共振成像研究强调了健康和疾病大脑中大尺度网络的整合作用。大尺度网络由感觉皮层、联合皮层以及运动皮层整合而成,是人类复杂的认知和行为的基础。本论文针对双相抑郁脑网络连接影像表征的科学问题,借助于功能磁共振影像学技术,从频率域、空间域以及时间域角度利用网络连接方法,探测双相抑郁患者大尺度网络脑功能异常特征,最后再组合时空域功能连接方法探测双相和单相抑郁患者的大尺度网络脑功能特异性连接特征。研究内容包括以下四个方面:一、利用分频段的长短程功能连接密度的图论方法,探究双相抑郁患者不同频段下的功能连接模式异常。结果发现,患者中线小脑的短程功能连接密度升高,左侧辅助运动区和右侧纹状体的长程功能连接密度升高,双侧颞下回以及左侧角回的长程功能连接密度降低。此外,发现疾病与频率的交互效应,具体为,患者左侧中央前/后回以及左侧梭状回的短程功能连接密度在slow-4（0.027-0.073Hz）频段下特异性增加。患者左侧舌回的长程功能连接密度在slow-4增加而在slow-5（0.01-0.027Hz）降低。此外,还发现左侧角回减少的长程功能连接密度与疾病的抑郁严重程度相关以及slow-4特异升高的左侧梭状回短程功能连接密度与疾病的病程相关。本研究发现了双相抑郁患者纹状体、小脑、后部默认网络区域以及slow-4特异的感觉系统异常,为双相抑郁的病理机制提供了新的生物学标记。二、利用精细的空间域信息,探测双相抑郁患者默认网络不同子系统区域的功能连接模式异常。结果表明,患者主要表现为核心区域后扣带皮层以及内侧颞叶子系统区域的功能连接异常。具体结果为:后扣带皮层、外侧颞叶、颞极、后部下顶叶、压后皮质以及海马旁回种子点均与楔前叶的功能连接降低。此外,后扣带皮层与外侧眶额、外侧颞叶与额下回、颞极与感觉运动网络区域、后部下顶叶与舌回和楔叶、压后皮质与脑岛以及海马旁回与枕中回的功能连接升高。并且,后扣带皮层与楔前叶降低的功能连接与患者悲观程度相关。这些结果表明,双相抑郁患者默认网络后部核心区域与内侧颞叶子系统之间的功能连接降低,说明了患者基于记忆对未来情景模拟与构建功能可能存在异常。并且,外侧眶额皮层、额下回以及脑岛等情感控制皮层的损伤可能与患者情感加工功能异常相关。感觉运动区域的异常可能与患者精神运动症状相关。这些发现为双相抑郁病理机制和以后的精准治疗提供了新的思路。三、已有文献报道了双相抑郁存在一致性的胼胝体白质损伤,提示了半球间功能连接在双相抑郁病理机制中的重要作用。本章利用时间分解的功能连接方法,探究双相抑郁患者半球间功能连接稳定性异常。结果发现,楔前叶和角回的半球间功能连接呈现过稳定。额下回、颞上回、中央后回、辅助运动区以及小脑的半球间功能连接呈现不稳定。本章从动态功能连接的角度出发,发现了与前面两章一致的结果,也即楔前叶和角回等后部默认网络区域、额下回等额叶边缘系统区域、中央后回和辅助运动区等感觉运动网络区域等在双相抑郁病理生理机制中起到重要作用。四、针对双相抑郁患者容易被诊断为单相抑郁这一临床问题,组合时空域的分析方法从更加精细的空间和时间角度来发现双相和单相抑郁病理机制的差异情况,具体为,探究单相和双相抑郁患者默认网络子系统区域的动态连接的异常差异。结果发现,相比于单相抑郁和正常对照,双相抑郁患者腹内侧前额叶与背外侧前额叶以及楔前叶动态连接出现异常,此外,双相抑郁患者后扣带皮层与内外部指向功能网络区域动态功能连接也存在异常。单相抑郁主要是背内侧前额叶、脑岛、外侧颞叶以及膝下前扣带组成的动态环路出现异常。这些特异性差异可以分类这两种抑郁以及预测情感和认知症状。未来大样本研究的证实,会对双相抑郁早期诊断以及精准治疗提供帮助。