抑郁症是全世界第二大健康疾患。既往研究发现患者的局部脑皮层灰质结构异常。然而脑皮层是近百亿神经元之间紧密联络成的复杂系统,无论是生理心理功能或精神病理异常,都不太可能还原至某一特定局部异常,须考虑此自众多结构组合的系统中涌现的集合行为。其次,人类大脑皮层在颅腔内高度折叠,皮层灰质结构的基本单元(厚度,面积,折叠等)相互独立,受不同的基因-后天环境因素影响。将大脑结构分离成基本组分来进行研究十分必要。本研究1第1-3章为横截面研究设计。于门诊纳入抑郁患者(n=76),社区广告纳入健康人做对照(n=116),收集临床信息并扫描高清核磁共振结构相。采用Free Surfer重建大脑皮层,计算皮层厚度、面积、脑回指数。分割皮层下核团和海马亚区并计算体积。我们发现抑郁患者额、颞、顶叶脑皮层形态结构异常改变,及性别特异脑皮层结构差异;但没有发现任何皮层下灰质核团及海马亚区的体积改变。利用多个区域的性别特异性差异训练的分类器,可有效提升抑郁的诊断准确性。通过构建厚度、面积和脑回指数的灰质协变网络并应用图论进行复杂网络分析,我们发现抑郁患者的皮层厚度网络的小世界属性因聚集性显著降低而改变。属于默认网络、凸显网络和执行控制网络的核心节点拓扑显著改变。抑郁患者皮层厚度网络社区结构紊乱,原有数个功能模块间联通性增高,层级模块结构变得更松散,失去正常功能。负责认知控制、社会认知和自我相关过程的社区内联通性降低,而其与语言、情绪和凸显网络构成的模块之间联通性增高。模块内集散节点失联接后聚合形成新模块,很可能是抑郁症的重要脑机制。病理性模块形成的代偿机制造成局部拓扑低效率,与抑郁者脑内局部代谢紊乱联系在一起。综合起来,我们发现抑郁者大脑皮层网络表现出系统性异常;这种结构拓扑异常可能反应了早期应激引起的脑发育改变,也与抑郁脑异常功能和脑局部代谢紊乱有关系。第4章中我们通过纵向设计,首先利用静息态功能磁共振分析了抑郁患者(n=19)接受四周心理治疗前后的杏仁核/膝下扣带全脑功能联接改变。这两个与情绪情感处理密切相关的种子点与前、后扣带功能联接强度,与治疗前后的心境改变一致。进一步的调控分析发现这一组功能联接在抑郁时主要受到岛叶高活动调控,治疗后受顶叶和背侧额叶调控。这提示岛叶异常调控活动是抑郁发病的重要因素,而心理治疗起效机制主要是通过改变额顶网络的控制机制实现。