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音乐干预能改变焦虑者脑网络吗?一项 fNIRS 研究给出了探索性线索

音乐干预能改变焦虑者脑网络吗?一项 fNIRS 研究给出了探索性线索

wang 音乐 评论0次 2026-11-10 2026-11-10
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音乐干预能改变焦虑者脑网络吗?一项 fNIRS 研究给出了探索性线索

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引言

焦虑带来的困扰,不止是主观层面的紧张与担忧。长期处于持续警觉、反复思虑和对威胁过度预判的状态下,负责认知控制、语言加工与感觉整合的脑区之间,会出现功能协同模式的异常。音乐治疗是情绪调节领域常用的干预方式,它并非单纯实现主观放松,但量表分数的下降并不能回答另一个问题:音乐介入时,大脑网络是否也发生了可以测量的变化?

海南医科大学、南京医科大学附属南京脑科医院等机构的研究团队在《Depression and Anxiety》发表研究“Music Therapy Modulates Abnormal Brain Networks and Alleviates Anxiety Symptoms in University Students: An fNIRS Study”,采用功能性近红外光谱成像(fNIRS)记录焦虑症状升高大学生接受音乐干预后的皮层血氧反应。研究基于48个采集通道的含氧血红蛋白信号,分析脑区间功能连接变化,重点关注单次干预后以及4周共12次干预后的神经特征。研究拟探究:音乐干预能否调节焦虑个体皮层脑网络的协同活动模式?

文章信息

研究方法

被试与分组

研究共纳入83名17至21岁的本科生。其中66人的GAD-7得分不低于5分,被视为至少存在轻度焦虑症状,并随机分为音乐治疗组34人和等待组32人;另外17名GAD-7低于5分的学生组成健康对照组。三组在年龄、性别和受教育年限方面没有显著差异,排除既往精神疾病、神经系统疾病、自杀意念或行为、精神药物使用和物质滥用者。

音乐治疗组在基线评估后接受12次干预,等待组在研究阶段不接受同等疗程。研究人员在第一次音乐治疗前后观察即时变化,并在第12次治疗后进行长期评估。试验已注册于ClinicalTrials.gov,编号为NCT05648539。

图1 研究分组流程及12个音乐治疗模块

音乐治疗做了什么

音乐干预方案为期4周,每周3次,合计12次,单次干预时长8–15分钟。干预并非单纯播放音乐,将低频舒缓、旋律平稳的器乐伴奏,与呼吸调节、渐进式肌肉放松、正念觉察、引导式想象相融合,设置12个主题模块,包含呼吸肌肉放松、放下背包、萨提亚冥想、海边想象、自然冥想、倾听自我、安全小屋等内容。干预时受试者佩戴降噪耳机、闭目静卧于躺椅,流程包含前期准备、跟随音频引导练习,干预末尾设置短暂静默收尾阶段。

fNIRS记录与脑网络分析

研究使用730nm和850nm两种波长、11Hz采样率记录信号。24个光源和16个探测器构成48个通道,覆盖额叶、顶叶、枕叶和颞叶。主要分析HbO时间序列,计算任意两个通道之间的相关系数,形成48×48的功能连接矩阵;所有连接的平均值被称为全局平均功能连接。

图2 fNIRS探头、48个测量通道及其在标准脑表面的投影

数据预处理流程包含通道质量筛选、运动伪迹校正、0.01–0.2 Hz带通滤波及Fisher R-to-Z变换。由于全脑通道配对比较数量庞大,采用FDR校正控制多重比较带来的假阳性;在网络可视化环节,仅保留每位被试强度最高的30%功能连接,削弱个体整体连接基线差异对拓扑图呈现效果的干扰。

研究结果

1. 焦虑症状个体全脑全局功能连接水平偏低

干预前,音乐治疗组、等待对照组、健康对照组的全局平均功能连接依次为 0.437±0.141、0.448±0.153、0.501±0.168;健康对照组全局连接显著高于两组焦虑症状被试,音乐治疗组与等待组组间无统计学差异。该结果提示焦虑症状升高与全脑皮层协同水平偏弱相关,但全局连接降低不代表所有局部功能连接同步减弱,全局均值下降与部分局部通路连接增强可同时存在。

图3  三组基线功能连接矩阵及保留最强30%连接后的网络图

2.单次干预:音乐治疗可即刻诱发脑网络同步性改变

首次治疗结束后,音乐治疗组全局平均功能连接由 0.437±0.141 显著下降至 0.387±0.159。未经多重比较校正时有64对通道发生变化,经 FDR 多重比较校正后,仅通道 10–46 的连接差异仍具有统计学意义,该连接值由 0.602±0.188 降至 0.366±0.302,该通路对应语言理解 / 缘上回区域与背外侧前额叶(DLPFC)之间的功能连接。

图4  首次音乐治疗前后的全局连接及通道10—46连接变化

该结果说明单次音乐辅助放松可快速改变 fNIRS 观测到的脑网络同步性,但该即时网络变化不等同于焦虑症状改善;该效应可受放松水平、呼吸节律、警觉状态、困倦程度、头皮血流波动等混杂因素影响,需结合对照组与后续随访症状指标综合解读。

3. 4 周干预后:音乐治疗组焦虑、抑郁自评症状显著缓

音乐治疗组 GAD-7 得分由 7.21±4.74 降至 5.24±4.81,平均变化量−1.97±2.15;PHQ-9 得分由 10.03±3.84 降至 5.84±4.58,平均变化量−4.19±3.62,两项指标组内前后对比均满足p<0.001。等待对照组 GAD-7 由 7.00±4.02 变为 7.72±3.99,PHQ-9 由 11.15±4.30 变为 9.87±5.32,组内前后差异均无统计学意义。

表1 三组人口学信息及干预前后的GAD-7与PHQ-9得分

4. 长期神经效应:稳定改变集中于语言、视觉相关皮层通路

12 次干预完成后,音乐治疗组未校正分析共检出 28 对通道连接存在显著变化,FDR 校正后保留 3 对显著通路:通道 10—34 连接由 0.601±0.263 降至 0.299±0.271;通道 7—48 连接由 0.357±0.273 降至 0.029±0.172;通道 4—47 连接由 0.267±0.291 降至−0.080±0.234。等待对照组未校正分析检出 10 对差异通道,经 FDR 校正后无显著通路保留。

上述通路分别为语言相关皮层 - DLPFC、初级视觉皮层 - Broca 三角区、视觉联合皮层 - Broca 三角区,参与内部言语加工、威胁评估、视觉想象与认知控制过程。需注意原文正文、图注、附表中通道 10 对应的脑区标注不完全统一,因此保守表述为语言相关皮层 - DLPFC 通路,精确解剖定位仍有待复核。

图5 治疗组与等待组在12次干预后的连接变化;FDR校正后治疗组保留三对通道

表2 GAD-7变化与三对关键通道功能连接变化的相关分析

5. 脑功能连接变化与焦虑症状缓解存在伴随关联

研究指出通道10—34和通道4—47的功能连接变化与GAD-7变化存在统计相关,Spearman相关系数分别为−0.478和−0.394;通道7—48的相关不显著。这为脑网络变化与症状变化相互伴随提供了线索,但不能证明连接下降导致了焦虑减轻。

总结与讨论

这项等待列表对照研究得到了具有参考价值的发现:对于焦虑症状升高的大学生群体,为期4周、共12次的音乐放松结合引导想象干预,在伴随GAD‑7、PHQ‑9自评症状降低的同时,可诱发语言、视觉皮层与前额叶相关通路的脑功能连接改变;单次干预即可观测到脑网络的即时变化,提示fNIRS可用于捕捉心理干预下动态的神经响应。

但该研究尚不足以证明音乐治疗能够“修复异常脑网络”,也暂不支持将上述通道的功能连接指标作为焦虑的诊断生物标志物。

研究局限包括:

1.受试样本取自单一高校,纳入对象仅为量表筛查阳性、未经精神科临床确诊的人群;

2.干预无法实现参与者与实施者的盲法设置;

3.缺少安静休息、单纯聆听音乐等主动对照条件;

4.核心效应证据主要依托组内前后比较;fNIRS分析仅采用含氧血红蛋白信号,未借助短距离通道对头皮浅表血流信号进行校正;

5.研究在测量控制条件、部分脑区归属标注以及变化量的符号解释上仍存在待厘清之处。

后续研究可进一步扩大样本量、增设主动对照,纳入临床确诊的焦虑人群,引入短间距探头校正头皮血流干扰,开展独立重复验证并采用预注册的主要结局设计,以此检验该类脑网络改变是否具备稳定的干预机制意义或生物标志物潜力。

原文信息链接

Liang L, Zhu Y, Zheng Z, et al. Music Therapy Modulates Abnormal Brain Networks and Alleviates Anxiety Symptoms in University Students: An fNIRS Study[J]. Depression and Anxiety, 2025, 2025(1): 7906429.

DOI: 10.1155/da/7906429.

作者及团队介绍

研究团队由海南医科大学第一附属医院、南京脑科医院等五家单位共同组成。本研究得到国家自然科学基金以及海南省、江苏省省级科研项目资助。文章通讯作者为南京医科大学的Wang Fei教授,其团队主要致力于青少年精神心理疾病的早期识别、精准诊断与个体化治疗研究。

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