Detecting depression on video logs using a machine learning approach

민경은 성균관대학교 일반대학원 2022 국내석사

Detecting depression on social media has received significant attention. Developing a depression detection model helps screen depressed individuals who may need proper treatment. While prior work mainly focused on developing depression detection models with social media posts, including text and image, little attention has been paid to how videos on social media can be used to detect depression. To this end, I propose a depression detection model that utilizes both audio and video features extracted from the vlogs (video logs) on YouTube. I first collected vlogs from YouTube and annotated them into depression and non-depression. I then analyze the statistical differences between depression and non-depression vlogs. Based on the lessons, I build a depression detection model that learns audio and visual features, achieving high accuracy. I believe this model helps detect depressed individuals on social media at an early stage so that individuals who may need appropriate treatment can get help. 우울증은 현대사회에서 가장 심각하게 대두되고 있는 정신 질환 중 하나로 증상에 대해 늦은 자가 인식 및 사회적인 인식 때문에 환자들의 시기적절한 치료에 어려움을 겪고 있는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 일상 생활에서 vlog 형식으로 영상을 녹화하여 스스로 우울증 여부를 진단하는 XGBoost 기반 예측 모델을 제안한다. 이를 위해 키워드 검색을 통한 유튜브 vlog 데이터를 수집하고, vlog 포맷에 맞는 어노테이션 작업을 통해 최종적인 데이터셋을 구축하였다. 통계적인 분석을 통해 우울증이 있는 사람과 그렇지 않은 사람의 음성과 얼굴 표정에서 유의미한 차이가 있음을 확인하였다. 또한, 제안한 모델에 음성과 얼굴 표정으로부터 얻은 피처를 학습하여, 정확도 69.08%, 재현율 78.45%, F1 Score 73.98%의 성능을 보였다. 추가적으로, 음성과 얼굴 표정 피처의 독립적인 영향력을 확인하기 위해 각각의 피처로 모델을 학습하는 실험과 젠더 간의 차이를 확인하기 위한 실험을 진행하였다. 이 연구 결과는 SNS 상의 영상을 토대로 개인의 우울증을 사전 진단하거나 치료에 활용될 수 있을 것이다.

Factors Associated with Depression in Hospitalized Patients with Myocardial Infarction in Sri Lanka

K.H.R. Sandyani De Silva 인제대학교 일반대학원 2017 국내석사

Back ground & Purpose- Myocardial Infarction (MI) is the leading cause of death in Sri Lanka. Depression has been known to be risk factors for developing Cardio Vascular Disease (CVD), owing to its high prevalence and its influence on MI. Although depression of MI has almost reached to epidemic proportion in Sri Lanka, the reason for high risk of depression of MI among Sri Lankans is still unclear. This study was conducted to identify the severity of depression and its correlates in hospitalized MI patients in Sri Lanka. Methods- This study was performed from July to August in 2016. A descriptive study was carried out among 125 patients with MI was admitted in General Hospital in Sri Lanka. An interview with self-administered questionnaire was used to collect data. Depression was measured by the Hospital Anxiety and Depression Scale. Results-The mean severity of depression was 8.92. Severity of depression was strongly correlated with symptom experience. All the predictors including age, gender, symptom experience, perceived social support explained 31.0% of the total variance of severity of depression. Symptom experience was the most significant predictor for the severity of depression. Age was also effected on severity of depression. Conclusion- Assessment is necessary in order to identify depression and factor that associated depression such as symptom experience for the hospitalized patients with MI based on the current study. Especially, clinicians should concern the hospitalized patients who are younger and middle aged as well as older, with higher symptom experience. i

Beneficial effect of n-3 polyunsaturated fatty acids on depression and heat stroke-induced NLRP3 inflammasome through the brain-gut axis

조현지 한양대학교 대학원 2025 국내박사

Depression has been increasing and is a leading cause of suicide, the fourth major cause of death worldwide. Accumulating evidence suggests that the brain-gut axis, a bidirectional communication between the brain and gut, is a key target for food-based therapeutic intervention. Previous studies have demonstrated that n-3 polyunsaturated fatty acids (PUFA), such as eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid have beneficial effects on depression in brain and gut microbiome. The underlying mechanisms by which n-3 PUFA exert antidepressant-like effects through the brain-gut axis remain unclear. To investigate the antidepressant-like effect of n-3 PUFA and the underlying mechanisms through the brain-gut axis in a rat model of depression, the first study was conducted. Rats were fed a modified AIN-93G diet containing either n-3 or n-6 PUFA for 12 weeks, and exposed to chronic mild stress (CMS) for the last 5 weeks to induce the depression. n-3 PUFA improved depressive behaviors by modulating the hypothalamic-pituitary-adrenal axis and serotonergic pathway in brain and gut. Furthermore, n-3 PUFA increased the abundance of Ruminococcaceae, and levels of short chain fatty acid in the brain and gut, while decreasing the levels of inflammatory cytokines. Previous studies have demonstrated that biotics, such as probiotics and postbiotics also have antidepressant-like effects in brain and gut microbiome. Additionally, n-3 PUFA can act as a prebiotics, suggesting that n-3 PUFA combined with biotics could exert a synergistic antidepressant-like effect. However, their synergistic effect and the underlying mechanisms in dopaminergic pathway through the brain-gut axis remain a research gap. Therefore, the second study aimed to investigate the synergistic antidepressant-like effects of n-3 PUFA combined with biotics through the brain-gut axis. Study design including diet and CMS was used the same as in the first study, with biotics administered for 12 weeks. n-3 PUFA and biotics synergistically improved depressive behaviors through modulating the dopaminergic pathway in brain and gut. This combination also synergistically increased the short chain fatty acid level in both brain and gut, while decreasing the inflammatory cytokines in the blood. Moreover, no significant difference in the dopaminergic pathways between the probiotics and postbiotics was observed. Activation of NOD-like receptor protein 3 (NLRP3) inflammasome is known to be associated with depression, and functional manipulation of NLRP3 inflammasome is a promising therapeutic strategy for depression. Additionally, with the growing impact of global warming, extreme heat has become a significant health threat, particularly for vulnerable populations such as the elderly. Previous studies have shown that extreme heat stroke (HS) induces NLRP3 inflammasome, which is a common mediator of depression development and neurodegenerative disease, while EPA and a gut metabolite of ellagic acid, Urolithin A (UroA) are known to suppress NLRP3 inflammasome. However, evidence remains limited regarding whether specific dietary factors can effectively inhibit the NLRP3 inflammasome induced by HS in brain. Therefore, the purpose of the third study was to investigate the beneficial effects of EPA, UroA, and their combination on HS induced-NLRP3 inflammasome in BV2 cells. BV2 cells were pre-treated with EPA, UroA, and their combination for 48 hours. To simulate HS, cells were exposed to extreme heat condition with hypoxia and to model pre-existing inflammatory conditions, BV2 cells were primed with lipopolysaccharide (LPS) prior to HS exposure. HS induced cell death and activated the NLRP3 inflammasome, which were further aggravated by LPS pre-treatment. EPA and UroA attenuated HS-induced NLRP3 inflammasome priming individually and activation synergistically, even under pre-existing inflammatory conditions. In conclusion, n-3 PUFA exert antidepressant-like effects through the brain-gut axis. Furthermore, combination of n-3 PUFA with biotics or UroA exhibits synergistic antidepressant-like or protective effects against HS-induced neuroinflammation through brain-gut axis. CHAPTER 1. Antidepressant-like effect of n-3 polyunsaturated fatty acids through the brain-gut axis in rats exposed to chronic mild stress Accumulating evidence suggests that the brain-gut axis, which is a bidirectional communication between the brain and gut, is a key target for food-based intervention on depression. n-3 polyunsaturated fatty acids (PUFA) have antidepressant-like effects, but the underlying mechanisms through the brain-gut axis are unclear. The present study was conducted to investigate the hypothesis that n-3 PUFA improves depression by modulating the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis, serotonergic pathways, and gut microbiome through the brain-gut axis. Rats were randomly divided into three groups (n = 8/group): 1) non-chronic mild stress (CMS) with n-6 PUFA, 2) CMS with n-6 PUFA, and 3) CMS with n-3 PUFA. Diets of n-6 and n-3 PUFA were provided for 12 weeks, and CMS was performed for the last 5 weeks. n-3 PUFA improved depressive behaviors, and modulated the HPA axis in brain and gut by increasing glucocorticoid receptor expression and decreasing corticotropin-releasing factor expression and blood levels of adrenocorticotropic hormone and corticosterone. n-3 PUFA upregulated the brain serotonergic pathway through increasing the serotonin levels and expression of brain derived neurotrophic factor, phosphorylated cAMP response binding protein, and 5 hydroxytryptamine 1A receptor while downregulating the gut serotonergic pathway. Furthermore, n-3 PUFA increased the abundance of Ruminococcaceae, brain and gut short chain fatty acid levels, and occludin expression while decreasing the expression of tumor necrosis factor-α, interleukin-1β, and prostaglandin E2 and blood lipopolysaccharides levels. In conclusion, n-3 PUFA had antidepressant-like effects on the HPA axis and serotonergic pathways of the brain and gut through the brain-gut axis. CHAPTER 2. Synergistic antidepressant-like effect of biotics and n-3 polyunsaturated fatty acids on dopaminergic pathway through the brain-gut axis in rats exposed to chronic mild stress Probiotics, postbiotics, and n-3 polyunsaturated fatty acids (PUFA) have antidepressant like effects. However, their synergistic effect and the underlying mechanisms of the dopaminergic pathway through the brain-gut axis are unclear. The present study investigated the hypothesis that probiotics and postbiotics combined with n-3 PUFA synergistically improve depression by modulating the dopaminergic pathway through the brain-gut axis. Rats were randomly divided into seven groups: non-chronic mild stress (CMS) with n-6 PUFA, and CMS with n-6 PUFA, n-3 PUFA, probiotics, postbiotics, probiotics combined with n-3 PUFA, and postbiotics combined with n-3 PUFA. Probiotics, postbiotics, and n-3 PUFA improved depressive behaviors, decreased blood concentrations of interferon-γ, and interleukin-1β, and increased the brain and gut concentrations of short chain fatty acids and dopamine. Moreover, probiotics, postbiotics, and n-3 PUFA increased the brain and gut expression of glucocorticoid receptor and tyrosine hydroxylase; brain expression of l-type amino acid transporter 1 and dopamine receptor (DR) D1; and gut expression of DRD2. The expression of phosphorylated protein kinase A/protein kinase A and phosphorylated cAMP response element-binding protein/cAMP response element binding protein increased in the brain, however, decreased in the gut by the supplementation of probiotics, postbiotics, and n-3 PUFA. There was synergistic effects of probiotics and postbiotics combined with n-3 PUFA on the depressive behaviors and dopaminergic pathway in blood, brain, and gut. Moreover, no significant difference in the dopaminergic pathways between the probiotics and postbiotics was observed. In conclusion, probiotics and postbiotics, combined with n-3 PUFA have synergistic antidepressant-like effects on the dopaminergic pathway through the brain-gut axis in rats exposed to CMS. CHAPTER 3. Eicosapentaenoic acid and gut metabolite urolithin A synergistically mitigate heat stroke-induced NLRP3 inflammasome activation in microglial cells The extreme weather conditions and increased incidence of heat stroke (HS) pose a significant threat to cerebral health by instigating neuronal inflammation and exacerbating neurodegenerative processes. The activation of the NOD-like receptor protein 3 (NLRP3) inflammasome for interleukin-1β (IL-1β) secretion has been implicated as a critical mechanism underlying HS. However, evidence remains limited regarding whether specific dietary factors can effectively inhibit the adverse effects of HS on the brain. The present study hypothesized that anti-inflammatory dietary factors effectively suppress HS mediated NLRP3 inflammation. This study aimed to assess the impact of eicosapentaenoic acid (EPA), urolithin A (UroA), and their combination on mitigating HS-induced NLRP3 inflammasome activation in microglial cells. The murine BV2 microglial cells were exposed to high temperature (41℃) with reduced oxygen (~1% O2) to simulate HS. To achieve nutrient loading, BV2 cells were preincubated with either EPA (50 µM), UroA (10 µM), or their combination before exposure to HS. To determine NLRP3 inflammasome activation in response to HS, proinflammatory gene expression and caspase-1 cleavage in BV2 cells were measured, IL-1β section to the medium was quantified, and iGLuc reporter assay, a luciferase-based inflammasome and protease activity reporter was performed. The simultaneous exposure to high temperature and hypoxia successfully mimicked HS conditions, promoting NLRP3 inflammasome activation in BV2 cells. The HS-induced priming of proinflammatory genes were significantly attenuated by EPA and UroA. More importantly, EPA and UroA demonstrated synergy in mitigating HS-induced inflammasome activation and active caspase-1 production, leading to a dramatic decrease in IL-1β secretion. This synergistic effect between EPA and UroA was further confirmed by iGLuc reporter assay. In conclusion, consumption of EPA and UroA-producing foods could serve as an effective intervention strategy against HS-mediated neuroinflammation by suppressing NLRP3 inflammasome activation. 세계적으로 사망 원인 4위를 차지하는 자살의 주요 원인 중 하나인 우울증은 지속적으로 증가하고 있다. 뇌와 장 사이의 양방향 통로인 뇌-장관 축은 뇌 질환에서 영양학적 개입과 식사요법의 핵심 타겟으로 제안되어 왔다. 선행 연구들은 eicosapentaenoic acid (EPA) 또는 docosahexaenoic acid와 같은 오메가-3 다가 불포화 지방산 (n-3 polyunsaturated fatty acid; n-3 PUFA)이 뇌와 장내 세균에 유익한 효과가 있음을 밝혔다. 첫 번째 연구는 우울증 동물 모델에서 뇌-장관 축에 기반한 n-3 PUFA의 항 우울 효과와 그 기전을 밝히기 위해 수행하였다. Wistar 쥐에게 AIN-93G 식이를 기본으로 한 n-3 PUFA 혹은 n-6 PUFA 실험 식이를 12주 동안 공급하였으며, 우울증을 유발하기 위해 마지막 5주 동안 만성 스트레스를 진행하였다. n-3 PUFA는 뇌와 장 모두에서 시상하부-뇌하수체-부신 축과 세로토닌 경로를 조절하며 우울행동을 개선하였다. 또한, n-3 PUFA는 Ruminococcaceae 풍부도와 뇌와 장의 짧은 사슬 지방산을 증가시키는 반면, 뇌와 장의 염증성 사이토카인을 감소시켰다. 선행연구는 프로바이오틱스, 포스트바이오틱스와 같은 바이오틱스 또한 뇌와 장내 세균에 항 우울 효과가 있음을 보였다. n-3 PUFA는 프리바이오틱스 역할을 함으로써, n-3 PUFA와 바이오틱스의 복합투여가 항 우울 시너지 효과를 낼 수 있음이 제안되었다. 두 번째 연구는 n-3 PUFA와 바이오틱스 복합투여의 뇌-장관 축에 기반한 항 우울 시너지 효과와 그 기전을 밝히기 위해 수행하였다. 식이와 만성스트레스는 첫 번째 연구와 같았으며, 바이오틱스는 12주 동안 공급하였다. n-3 PUFA와 바이오틱스는 뇌와 장에서 도파민 경로를 조절하며 우울행동 개선에 시너지 효과를 나타냈다. 또한, 시너지적으로 뇌와 장에서 짧은 사슬 지방산을 증가시키는 반면, 혈액의 염증성 사이토카인을 감소시켰다. 이러한 결과에서 프로바이오틱스와 포스트바이오틱스 간에 유의한 차이는 없었다. 지구 온난화가 심각 해지며, 폭염으로 인한 열사병은 특히 고령층과 같은 취약한 계층에 심각한 건강 문제를 야기한다. 선행 연구는 열사병이 우울증 발병의 매개체인 NOD-like receptor protein 3 (NLRP3) 인플라마좀을 유발한다고 밝혔다. 또한, 선행연구는 EPA와 엘라그산의 장내 세균 대사체인 Urolithin A (UroA)가 NLRP3 인플라마좀을 억제하는 것을 밝혔다. 세 번째 연구는 BV2 세포에서 EPA와 UroA, 그리고 그 복합 처치가 열사병으로 유발된 NLRP3 인플라마좀 억제 효과와 그 기전을 밝히기 위해 수행하였다. BV2 세포에 EPA, UroA, 그 복합 처치로 전 처리하였고, 폭염 상황을 모방하기 위해 세포들을 저산소증과 고열을 동반한 열사병 상황에 노출시켰으며, 기존에 있는 만성 염증 상태를 모방하기 위해 열사병에 노출시키기 전 내독소로 처치하였다. 열사병은 세포 사멸을 유발하였고, 내독소 전처리는 NLRP3 인플라마솜을 더욱 악화시켰다. EPA와 UroA는 열사병으로 유발된 NLRP3 인플라마솜을 억제하였으며, 복합 처치 시 시너지 효과를 나타내었고, 기존에 있는 만성 염증 상태에서도 NLRP3 인플라마솜을 효과적으로 억제하였다. 결론적으로, n-3 PUFA는 우울증 동물모델에서 뇌-장관 축을 기반으로 한 항 우울 효과를 보였으며, 바이오틱스와의 복합투여 시 항 우울 시너지 효과를 보였다. 또한, BV2 세포에서 n-3 PUFA와 장 내 대사체인 UroA의 복합투여는 시너지적으로 열사병 유발 신경 염증 보호 효과가 있었다. 결론적으로 본 연구는 뇌-장관 축을 기반으로 한 n-3 PUFA의 유익한 효과를 밝혔다.

Study on the Role of Habenular Calcium-dependent Secretion Activator 2 in Depression

Hyeijung Yoo 고려대학교 대학원 2023 국내박사

우울증은 전세계적으로 유병률이 높은 심각한 정신질환으로, 사회경제적 부담 또한 매우 크다. 세계보건기구(world health organization)에 따르면, 전 세계적으로 약 2억 6천만 명이 우울증으로 고통받고 있으며, 남녀 모두에서 건강상실년수 (years lived with disability)의 증가에 가장 큰 원인 중 하나이다. 주요 우울 장애 환자의 60 ~ 70%만이 1차 약물요법에 반응하며, 치료 저항성 우울증 환자는 전체의 3 분의 1 이상이다. 따라서 우울증의 병태생리 연구는 인류의 정신건강 향상을 위해 매우 중요하다. 고삐핵(habenula)은 전뇌 영역과 중뇌 및 후뇌 영역을 연결하는 시상상부의 작은 핵으로, 다양한 유전자 발현 패턴에 의해 내측(medial habenula, MHb)과 외측(lateral habenula, LHb) 고삐핵으로 나눠진다. 고삐핵은 우울증, 조울증, 정신분열증, 약물 사용 장애를 포함한 다양한 정신 질환과 관련이 있다고 알려졌으나, 고삐핵의 신경정신질환 병태생리에서의 작용기전에 관해서는 추가적인 연구가 필요하다. 만성 스트레스 우울증 동물 모델과 자살 환자의 고삐핵에서 대조군에 비해 차등 발현하는 유전자(differentially expressed genes, DEGs)를 확인하기 위해서 유전체 분석을 진행하였다. 그 결과, 만성 스트레스 동물 모델에서 신경 활성 리간드-수용체 상호 작용 및 시냅스 신호와 관련된 생물학적 경로에 작용하는 유전자들이 발현의 변화를 보이는 것을 확인하였다. 차등 발현 유전자 목록을 고삐핵 단일 세포 RNA 염기서열분석 데이터(GSE137478)를 비교한 결과 많은 수의 유전자가 내측 고삐핵 신경세포에 풍부하게 존재하였다. 우울증 자살환자의 사후 고삐핵 조직을 이용한 유전체 분석에서, 주요 차등발현 유전자가 내피세포에서 주로 발현되어 혈액-뇌장벽의 유지와 혈관구조 발달과 관련이 있음을 확인하였다. 따라서, 고삐핵 유전체 분석을 통해 우울 증상에 영향을 미치는 유전자와 생물학적 경로에 대해 확인할 수 있었다. 칼슘 의존성 분비 활성화 단백질 2(calcium-dependent secretion activator 2, CAPS2 또는 CADPS2)는 신경펩타이드 분비를 매개하며, 내측 고삐핵 특이적인 발현을 보인다. 또한 CAPS2는 만성 스트레스 우울증 동물 모델 유전자 발현 분석에서 시냅스 신호전달경로에 관여하는 차등발현 유전자 중 하나이다. 내측 고삐핵 CAPS2 유전자의 발현을 감소시킨 생쥐의 우울 증상을 확인한 결과, 꼬리 현수 검사(tail-suspension test) 및 강제 수영검사(forced swim test)에서 절망감 증상이 유발되는 것을 확인하였다. 전자현미경으로 내측 고삐핵의 하위 부위인 각간핵(interpeduncular nucleus)을 관찰한 결과, 시냅스 전 축삭 말단에 치밀 소포체(dense-core vesicle)가 대조군에 비해 많이 축적되어, 내측 고삐핵 축삭 말단에서 신경펩타이드 분비가 감소되었음을 확인할 수 있었다. 또한, 각간핵, 복측피개핵(ventral tegmental nucleus)과 등쪽솔기핵(dorsal raphe nucleus)을 포함하는 모노아민 중추에서 신경세포 활성이 감소하여 내측 고삐핵의 CAPS2가 내측고삐핵−각간핵 간 신경회로에서 신경펩타이드 분비 조절을 통해 우울증상에 관여함을 확인할 수 있었다. 이 연구에서는, 만성 스트레스 우울증 동물모델 및 우울증 자살환자의 고삐핵 유전체 분석을 통해 유전자 발현 변화 및 관련 생물학적 경로를 확인하였으며, 우울증에 관여할 가능성이 높은 유전자인 CAPS2를 선별하여 우울증상 발현에서의 작용기전을 규명하였다. 이상의 연구 결과는 우울증 및 스트레스 관련 정신 질환에서 고삐핵의 중요성을 밝혔으며, 향후 우울증 병태생리 연구에 기여할 것으로 생각한다. Depression is a serious psychiatric disorder widely distributed in the population and imposing a substantial socioeconomic burden. According to the WHO, 260 million people worldwide suffer from depression, and it is one of the biggest causes of years lived with disability for both men and women. Only 60 to 70% of major depressive disorder patients respond to first-line therapy, and of all depressive disorder patients, over one-third are treatment-resistant. Thus, researching the underlying mechanisms of depression and investigating new therapeutic targets should be a priority. The habenula is a small nucleus in the epithalamus, connecting the forebrain areas to the midbrain and hindbrain regions. It is subdivided into medial (MHb) and lateral habenula with associated differences in gene expression. The habenula is involved with various psychiatric disorders, including depression, bipolar disorder, schizophrenia, and substance use disorders. However, further investigations into the underlying mechanism of the relationship between the habenula and the pathophysiology of neuropsychiatric diseases are needed. To investigate the molecular mechanisms of the habenula in depression, I analyzed genome-wide gene expression in the habenula of chronically stressed rats and human suicide cases to identify differentially expressed genes (DEGs) compared to unaffected control groups. Using the animal model of depression, genetic profile and bioinformatics analysis identified important biological pathways related to DEGs, such as neuroactive ligand-receptor interaction and synaptic signaling. Comparing the DEG list with habenular single-cell RNA-sequencing data (GSE137478) showed that these critical genes are enriched in the MHb neurons. Using the human postmortem habenular gene analysis, the DEGs, which were cell-type markers in single-cell RNA sequencing data, were found to be enriched in endothelial cells and related to the maintenance of the blood-brain barrier and vasculature development. The gene expression analysis suggested a list of genes and biological pathways that affect the depressive phenotype in the habenula. In the gene expression analysis of chronically stressed rats, calcium-dependent secretion activator 2 (CAPS2 or CADPS2), which mediates neuropeptide secretion, was one of the DEGs enriched in the MHb and included in the trans-synaptic signaling pathway. Therefore, CAPS2 was selected as the target gene, and the depressive phenotypes of the MHb CAPS2 knockdown mice were investigated. The reduction of CAPS2 expression in medial habenula induced despair-like symptoms in behavioral tests. In the interpeduncular nucleus (IPN), a direct downstream of the medial habenula, decreased neuronal activation and accumulated dense-core vesicles (DCVs) in the presynaptic terminal were observed, indicating reduced exocytosis of DCVs and decreased release of neuropeptides from medial habenular axon terminals. This led to diminished neuronal activation in the IPN and monoaminergic centers, including the ventral tegmental area and the dorsal raphe nucleus. This suggests that medial habenular CAPS2 plays a role in depressive behavior by regulating the neuropeptide secretion of the medial habenula-interpeduncular pathway. In this study, I identified genes with considerably altered expression in chronic stress animal models and suicide patients. CAPS2 downregulation in the habenula confirmed that controlling the gene expression level of DEG within the habenula led to a depressive phenotype. This study shed light on the importance of the habenula in stress and depression, and it should help to identify a mechanism of depression.

Modeling the Depressed Mind: An Interdisciplinary Exploration of Learned Helplessness, Anhedonia, and Sensorimotor Bayesian Decision-Making Processes in Depression

Song, Xin University of Minnesota ProQuest Dissertations & T 2023 해외박사(DDOD)

Depression, a multifaceted mental health condition, presents a diverse array of behavioral and computational irregularities. In this dissertation, I employed an interdisciplinary approach, examining and bridging traditional animal and human models of depression in conjunction with computational and Bayesian approaches. These explorations span the domains of reward processing, anhedonia, and sensorimotor decision-making within the context of depression. In Chapter 1, I revisited the well-established learned helplessness model and investigated its potential associations with anhedonia—a defining feature of depression. I devised an aversive tone-based task inspired by the original learned helplessness paradigm, manipulating the perception of control. Our findings contest traditional beliefs, suggesting that helplessness is the inherent state and control is acquired. Moreover, our results suggest that it is not perceived control but stress that stands out as the primary driver in eliciting state anhedonia. In Chapter 2, our exploration of anhedonia continues, this time focusing on its behavioral manifestation. Using a Signal Detection Theory task, we probed the potential influences of learned helplessness on reward-driven behaviors. Although perceived control showed no impact over reward responsiveness, a curious disconnect emerged: while self-reported pleasure scales registered changes in state anhedonia and anxiety, these nuances failed to echo in the behavioral markers of reward responsiveness. In Chapter 3, I pivot from reward processing to the domain of sensory processing and decision-making in depression. Using a visuomotor coin-catching task, rooted in the Bayesian Decision Theory framework, we examined how depression might modulate the use of prior and likelihood information when making perceptual decisions under uncertainty. Our findings suggest that depression does not uniformly alter sensory integration, hinting that those with depression may still adeptly navigate sensorimotor tasks. Taken together, these studies present an in-depth exploration of the depressed mind and shed light on the intricacies of anhedonia, sensorimotor decision-making, and broader depression models and mechanisms.

Depression and anxiety among migrant workers during and after COVID-19 pandemic in South Korea

Acharya, Shiva Raj 인제대학교 일반대학원 2024 국내박사

Objective: The study was conducted to assess the prevalence, changes and risk factors of depression and anxiety, and address the counter measures among migrant workers during and after COVID-19 pandemic in South Korea. Methods: A total of 415 migrant workers participated in this study, both during and after COVID-19. Depression and anxiety were considered as the dependent variables, while the major independent variables included age, gender, monthly income, living type, education, employment status, access to social relief funds, health fears, working conditions, and self-assessed health status. Depression and anxiety were measured using Patient Health Questionnaire (PHQ-9) scale and General Anxiety Disorder (GAD-7) scale. All statistical analyses were analyzed using IBM SPSS Statistics Ver.23.0. Results: Migrant workers exhibited higher means of depression (15.99±5.16 vs. 8.78±5.77) and anxiety scores (11.02±4.45 vs. 6.97±4.42) during the COVID-19 compared to after the COVID-19. The prevalence of severe depression (30.4% vs. 8.2%, p = 0.038) and severe anxiety (24.1% vs. 5.3%, p = 0.047) was significantly higher during the COVID-19 than after the pandemic. Difference-in-differences (DID) analysis revealed that there were significant changes in depression scores due to living status (0.12±11.10, p=0.030) and employment status (0.44 ± 10.33, p=0.043), while changes in anxiety scores were due to social relief funds (2.88±8.61, p=0.046) and employment status (1.13±8.39, p=0.012) during and after the COVID-19. Living alone as a migrant, having health fears and job status were significant factors linked to depression during COVID-19 while lower monthly income, absence of social relief funds, job loss, and contracting COVID-19 were the risk factors for anxiety during COVID-19. Living alone, poor health status, and not receiving social relief funds were the factors associated with depression after the pandemic whereas not receiving social relief funds was the only risk factor for anxiety after COVID-19. Conclusion: To alleviate depression and anxiety among migrants, it is imperative to prioritize the expansion of access to social relief funds, ensure employment stability, and implement regular and thorough health check-up services.

소셜미디어를 통한 우울 경향 이용자 텍스트 양상 분석

서하림 연세대학교 대학원 2019 국내석사

Depression is a serious psychological disease that is expected to afflict an increasing number of people, raising concerns about its effects and those of related diseases. However, one of the main problems in treating depression is its identification because its symptoms are common and not always the product of depression. Those who suffer from depression are often reluctant to their condition and so do not seek treatment. Studies on depression have been conducted in the context of social media because social media is a platform through which users often frankly express their emotions and often reveal their mental states. However, the text are unstructured data such that any expressions associated with depression are likely to be unique (Hoyun Song et al. 2017). Various studies have been conducted on the analysis of social media data to detect user depression in various countries, but few such studies have been conducted in South Korea, so in this study large amounts of Korean text were collected and analyzed to determine whether such data could be used to detect depression in users. This study analyzed data collected from Twitter users who had and did not have depressive tendencies between January 2016 and February 2019. The data for each user was separately analyzed before and after the appearance of depressive tendencies to see how their expression changed. Regarding of data collection, data were automatically collected which searched Twitter for depression diagnostic expressions such as “depression diagnosis” and “depression prescription” instead of surveys which were frequently used in other studies. These data were subjected to preprocessing based on a stop word list. In this study the data were analyzed through co-occurrence word analysis, topic modeling, and sentiment analysis. Co-occurrence word analysis showed that users without depressive tendencies were more likely to use words such as “politics,” “citizens,” “participation,” and “life”. Users with depressive tendencies wrote words related to depression and to human relationships, such as “mom” and “friend”. This difference was also found in the same users over time before and after exhibiting depressive tendencies. Dirichlet Multinomial Regression (DMR) topic modeling showed that users differed in the types of words for each of 20 topics they used before and after exhibiting depressive tendencies. Especially, users who were not expressing depressive tendencies tended to highly care about topics such as the arts, including ‘writing(photography, painting)’, ‘religion’, ‘feelings - expression and behavior’ and ‘broadcasting’ and ‘acting’. Users with depressive tendencies responded more to topics such as ‘gender issues’, ‘sex offenses’, ‘appearance and fashion’, ‘country’, and ‘depression’. Users with depressive tendencies showed more interest in topics related to ‘gender issues’ and ‘sex crimes’ related to ‘women’ than those without depressive tendencies. The sentiment analysis showed that users with depressive tendencies confirmed that the positivity sentiment value of the core topic word differed according to whether the user had begun exhibiting depressive tendencies or not. This study analyzed a large amount of Korean Twitter data to detect depressive tendencies in users. This study’s automated data collection method overcame the limitations of related studies and enabled analyses of data collected over a relatively long period of time. This study also compared the textual characteristics of users with depressive tendencies to those without depressive tendencies. 우울증은 전 세계적으로 많은 사람들이 겪고 있으며, 앞으로도 우울증을 앓고 있는 사람들의 수의 증가와 우울증과 관련된 다른 질병들의 우려 등은 계속될 것으로 전망된다. 그러나 사람들이 쉽게 접하고 겪을 수 있는 정신질환 중 하나지만, 우울증에 대한 대처나 치료에 대해서는 아직도 많은 문제점이 지적되고 있는 실정이다. 이는 우울증의 증상이 사람들이 흔하게 겪을 수 있는 모습으로 나타나게 되면서 사람들이 이를 대수롭지 않게 여기고 넘어가서 우울증에 대해 제대로 치료를 받지 못한다는 점과, 또한 아직 정신질환에 대해 밝히기를 꺼려하고 치료받는 것에 막연히 두려움을 느끼는 거부감에 이러한 우울증 증상에 대해 적당한 시기에 적절한 대처가 이루어 지지 않고 있기 때문이다. 이러한 우울증에 대한 여러 우려와 관심을 바탕으로, 최근에는 다양한 분야에서 꾸준히 우울증에 대한 연구가 시도되고 있다. 특히, 소셜미디어를 통한 우울증 환자와 관련된 연구도 활발하게 이루어지고 있는 분야 중 하나이다. 이는 소셜미디어가 사람들이 본인의 의견이나 생각, 그리고 감정상태에 대해 솔직하게 작성한 글로 데이터가 이루어져 있다는 속성을 바탕으로, 소셜미디어를 통해 해당 이용자들의 감정이나 상태를 파악할 수 있다고 보기 때문이다. 즉, 사람들이 본인의 스트레스나 감정상태에 대해 소셜미디어에 공유한 글들을 살펴봄으로써 그들의 심리와 정신건강에 대해 파악해보고자 하는 접근방법 중 하나로 소셜미디어가 영향력 있는 도구로 받아들여지고 있는 것이다. 그러나, 소셜미디어의 텍스트 데이터를 대상으로 이용자들의 우울증 여부를 판단하고 예측해보려고 하는 많은 연구들의 경우 몇 가지 문제점을 가지고 있다. 먼저 비정형 데이터인 텍스트의 특성과, 우울증 및 감정과 관련된 어휘 표현에는 새로 등장한 단어이거나 사전에 등록되지 않은 형태로 나타날 가능성이 많이 있다는 것이 있다 (송호윤 외. 2017). 특히 선행 연구를 살펴보면, 외국에서는 영어 데이터를 대상으로 하여 소셜미디어에서의 우울증과 관련된 데이터 분석을 위한 다양한 시도들이 이루어 지고 있지만, 국내의 경우에는 소셜미디어에서 우울증 이용자의 한글 텍스트를 대상으로 분석한 연구는 많이 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 우울 경향을 보이는 이용자들을 대상으로 많은 양의 한글 텍스트 데이터를 수집하여 분석을 진행해보고자 하였다. 본 연구에서는 우울 경향의 이용자와 그렇지 않은 이용자들의 2016년부터 2019년 2월까지의 트위터 데이터를 수집하였으며, 특히 우울 경향 이용자 중에서도 특정 기간별로도 어떠한 텍스트 양상을 보이는지 보기위해 우울 경향 관측 날짜(Decision)를 기준으로 이전(Before)과 이후(After)와 같이 세분화 된 세 그룹으로 나누어 분석해보았다. 수집 방법에 대해서는, 기존 우울증을 다루는 선행연구의 방법인 설문조사(Survey) 방법이 아닌, 우울 진단 표현을 사용하여 – “우울증 진단”, “우울증 처방” – 해당 표현을 포함하고 있는 트위터 데이터를 자동으로 수집할 수 있는 방법을 사용하였다. 이런 방법을 통해 수집하고 세분화 한 데이터를 대상으로 불용어 사전을 기반으로 정제과정을 거쳐 전처리를 수행하였다. 이후 수집한 데이터로 수행한 동시출현 단어 분석, 토픽모델링, 감성분석 등의 실험을 통해 얻은 실험 결과는 다음과 같다. 먼저 우울 경향을 보이지 않는 이용자와 우울 경향을 보이는 이용자들을 대상으로 수행한 동시출현 단어 분석의 경우, 비(非)우울 경향 이용자의 네트워크에서 확인할 수 있는 군집들의 내용은 ‘정치’, ‘시민’, ‘참여’, ‘생활’ 등과 같이, 보다 일반적이고 다양한 주제들이 고르게 분포되어 있는 모습을 볼 수 있었다. 반면에 우울 경향을 보이는 이용자 네트워크에서는 ‘우울’과 관련된 내용뿐 아니라 ‘엄마’, ‘친구’와 같은 인간관계에 해당하는 내용이 보였으며 특히 ‘여성’, ‘여자’와 관련된 군집이 크게 형성되어있다. 그리고 우울 경향 이용자에서도 기간별로 구분한 그룹을 대상으로 각 기간에서만 등장한 단어들을 분석하였을 때, 주제적 차이를 보이는 것을 확인할 수 있었다. 두 번째로, DMR 토픽모델링의 결과로는 포착된 20개의 주제항목마다 비우울 경향/before 그룹/ decision 그룹/ after 그룹 마다 어느정도 차이를 보이는 것을 알 수 있었다. 비(非)우울 경향 이용자들은 ‘기록(글,사진,그림)’, ‘종교’, ‘느낌’, ‘표정/행동’, ‘방송/연기’, 등의 주제에 높은 반응을 보였고, 반면에 우울 경향 이용자들은 ‘젠더이슈’, ‘성범죄’, ‘외모/패션’, ‘국가’, ‘우울’ 이라는 주제에 더 큰 반응을 보였다. 특히 동시출현 단어 분석과 토픽모델링 실험 수행 후 주목할만 한 특성으로는 우울 경향 이용자들이 그렇지 않은 이용자들보다 ‘여성’과 관련된 젠더이슈 및 ‘성범죄’와 관련된 주제에 더 많은 관심과 언급을 보인다는 점이다. 세 번째로, 우울 경향 이용자들의 기간별 감성분석 실험에서도 긍정/부정의 감성값에서 핵심 중심 단어와 동시에 출현하는 단어들의 주제 범위들이 기간에 따라 어느정도 차이가 있는 것도 확인할 수 있었다. 이러한 실험을 통해, 본 연구는 우울증이라는 정신질환에 대해 한글로 된 많은 양의 트위터 데이터를 수집하여 분석을 시도했다는 점에서 유의미하다고 볼 수 있다. 또한 기존의 설문조사를 기반으로 한 데이터 수집방법이 아닌, 자동 수집 방법을 통해 기존 방법의 한계를 보완하여 비교적 긴 기간동안의 데이터 수집을 통해 다양한 분석시도가 가능했다. 이 외에도 단순히 우울 경향을 보이는 이용자와 그렇지 않은 이용자간 특성을 비교할 뿐 아니라, 더 나아가 우울 경향 이용자들의 기간별 텍스트 양상을 추적하여 우울 경향 이용자들의 특성을 파악하려고 했다는 점에서 효용성이 있다고 본다.

Probing Neural Substrates Mediating Sex Differences in Animal Models of Depression

김운희 건국대학교 대학원 2025 국내박사

Depression, a mood disorder characterized by a significantly higher prevalence in women, often involves internalize emotional struggles in women, while men more frequently display outward behaviors. This research aims to elucidate the mechanisms underlying these sex differences by implementing targeted animal models and examining specific brain regions. To identify sex-specific brain regions and potential neural circuits associated with stress responses for further studies, I used c-Fos protein expression comparison after acute stress exposure. This approach highlighted areas showing differential activation by sex. Female LHb showed significantly higher activity in response to stress compared to males, while RE activation was greater in males. Additionally, bootstrap analysis suggested that interconnectivity between the IL and PL regions is likely enhanced in females by stress exposure. (Chapter 2). The LHb, which processes negative values and emotions and mediates depressive behaviors when hyperactive, was examined for sex-specific neuronal activity. Electrophysiological comparisons indicated that LHb neurons in female mice showed distinct sex-specific characteristics and alterations influenced by the estrous cycle, suggesting that hormonal changes can affect stress-related neuronal activity. This changes in LHb activity in females are likely to be closely associated with their vulnerability to stress (Chapter 3). Various animal models were used to study depression mechanisms, though they often overlook sex differences, complicating physiological interpretation. I used the aLH model, a widely utilized model, to investigate potential sex-specific behavioral changes associated with depression. My investigation indicated that while the acute learned helplessness (aLH) model is effective for investigating male depression, as evidenced by the observed increase in helplessness behaviors among male mice, it fails to adequately capture depressive behaviors in females (Chapter 4). The sub-chronic variable stress (SCVS) model is a female-specific depression animal model, with increased anxiety and anhedonia-like behaviors as key features observed in females. In-depth analysis for behaviors in the TST revealed that male and female showed distinct behavioral changed upon the same SCVS experience. While females showed elevated despair, while males displayed greater movement. This observation suggested the SCVS may fulfill the need for animal models that accurately represent female-specific depressive behaviors (Chapter 5). In exploring the electrophysiological properties of the mPFC, PL neurons in females exposed to SCVS altered their activity to respond more effectively to input signals and transmit them to the IL. In contrast, IL neurons showed diminished responsiveness to excitatory inputs. The RE neurons, which are closely connected to the mPFC and highly stress-responsive in males (Chapter 2), displayed increased excitatory transmission in SCVS males over females. These findings suggest distinct functional changes in the mPFC between males and females, with females exhibiting unique responses to stress exposure (Chapter 6). Lastly, the effects of administering female-specific metabolites on depressive behaviors provide potential biochemical pathways that may contribute to the etiology of depression in females. Collaborating researchers and I have identified female-specific metabolites upon SCVS, and SA and PA were used among the candidates to identify their effect on depressive behaviors. Interestingly, only SA triggers depressive like behavior specifically in stress-exposed females (Chapter 7). In conclusion, this research suggests the importance of employing appropriate animal models to understand the distinct mechanisms of depression in females, highlighting the relationship between neurobiological changes and behavioral outcomes that may inform future studies and potential therapeutic strategies. 우울증은 여성에서 더 높은 유병률을 보이는 대표적인 기분장애이다. 여성 우울증 환자는 우울감, 무기력, 감정적 어려움을 표현하는 데 더 큰 어려움을 겪는 반면, 남성 우울증 환자는 대외적인 역할 수행을 과도하게 강화하려는 성향을 보이며, 충동적 행동을 자주 나타내는 경향이 있는 것으로 보고되고 있다. 그러나 이러한 성별 차이에도 불구하고, 대부분의 우울증 기전 연구는 수컷 개체를 중심으로 진행되었으며, 암컷의 우울증 취약성에 대한 기전은 충분히 밝혀지지 않았다. 본 연구는 암컷과 수컷 생쥐를 이용해 성별 특이적으로 스트레스에 반응하는 뇌 영역을 확인하고, 우울증의 성별 기전 차이를 규명하고자 했다. 먼저, 급성 구금 스트레스를 가한 후 c-Fos 단백질 발현을 분석하여 성별 특이적으로 스트레스에 반응하는 뇌 영역을 확인했다. 암컷 생쥐의 측유상핵(lateral habenula, LHb) 뉴런은 스트레스에 의해 활성화가 증가했지만, 시상의 결합핵(nucleus reuniens) 뉴런은 수컷에서 더 큰 활성화를 보였다. 또한, 전전두엽피질(prefrontal cortex) 하위 영역인 변연계 아래 피질(infralimbic cortex, IL)과 변연전 피질(prelimbic cortex, PL)의 연결성이 스트레스를 받은 암컷에서 강화된 것으로 나타났다. 이후, 측유상핵 뉴런의 전기생리학적 특성을 성별과 스트레스 노출 여부에 따라 비교하였다. 암컷 생쥐의 LHb 뉴런은 휴지막 전위, 전기적 흥분성, 흥분성 신호전달에서 발정 주기의 영향을 받았으며, 더 약한 흥분성 신경 신호를 보였습니다. 스트레스 노출 후 수컷의 뉴런도 암컷과 유사하게 낮은 흥분성을 나타냈습니다. 이러한 결과는 LHb의 뉴런의 전기생리학적 기능이 성호르몬 주기와 성별에 따라 서로 다르게 변화하는 것을 시사한다. 우울 행동의 성별 차이를 확인하기 위해 급성 학습된 무기력 모델(acute learned helplessness, aLH)을 사용하여 관찰한 결과, 암컷과 수컷 모두 높은 불안 행동을 보였지만, 무기력 행동은 수컷에서 더 두드러졌다. 이에 따라 성별 특이적 우울 행동을 유발하는 아만성 가변 스트레스 모델(sub-chronic variable stress, SCVS)을 사용해 추가 연구를 진행했다. 암컷과 수컷 개체 모두 공통적으로 불안 행동이 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 특히 SCVS를 받은 암컷은 스트레스 상황에서의 무기력한 행동이 증가하였다. 반면에 SCVS를 경험한 수컷은 짧고 빈번한 움직임으로 스트레스 상황에 대응하는 행동 변화를 보이는 것을 확인하였다. SCVS 모델에서 전전두엽피질 하위 영역의 전기생리학적 특성을 분석한 결과, IL의 신경세포는 수컷 SCVS에서 전기적 흥분성이 감소했으며 흥분성 신경신호전달도 약화되었다. 반면, PL 신경세포는 암컷 SCVS에서 흥분성이 증가했고 억제성 신호전달은 수컷에 비해 약화되어 있었다. PL에서 IL로 전달되는 흥분성 신호 대비 억제성 신호의 비율도 암컷 SCVS에서 유의미하게 증가했다. 마지막으로, 혈장 내 대사체의 변화를 분석한 결과 스테아르산(stearic acid, SA)의 혈장 농도가 암컷 SCVS에서만 증가한 것을 토대로, SA를 주사하여 행동적인 변화를 관찰했을 때 암컷 개체에서만 우울행동 및 불안행동이 높아진 것을 확인할 수 있었다. 위의 일련의 연구 결과를 통해 이전까지 밝혀지지 않았던 우울행동의 성별에 따른 차이를 매개할 수 있는 뉴런 및 신경회로 수준의 기전을 밝혔으며, 스트레스 및 대사체 농도 변화에 대한 행동적인 변화 양상에 성별에 따른 차이가 있음을 확인하였다. 이러한 연구 결과는 우울증의 성별 특이성을 이해하는데 기여하며, 특히, 기존의 남성 중심적인 연구를 넘어 여성의 우울증 취약성을 설명할 수 있는 신경생리학적 기반을 제공할 것으로 기대한다.

Prediction of treatment response in depressive and anxious adolescents and development of an integrated depression-anxiety model

신지윤 서울대학교 대학원 2022 국내박사

서론: 청소년기 우울증은 높은 유병률을 지닌 질환으로 청소년의 일상생활 영역에 다양한 부정적 영향을 미친다. 청소년기 우울증의 치료에는 가장 효과적인 치료로 알려진 우울증 인지행동치료와 항우울제를 병용한 치료법으로도 청소년기 우울증 관해율이 60%에 지나지 않는다. 따라서 우울증 치료효과를 높이는 것이 필수적이며, 이러한 과정에는 자주 동반 이환되는 불안장애에 대한 고려가 중요하다. 우울증과 불안장애가 동반 이환되는 경우에는 치료 반응률이 낮아지고 질병의 고통 기간과 재발률이 증가된다. 현재 정신과적 진단체계로는 우울장애와 불안장애는 다른 질병으로 분류된다. 하지만 실제 임상 현장에서 우울 및 불안 증상은 종종 다양한 중증도로 함께 공존한다. 따라서 본 연구에서는 우울과 불안 청소년의 다양한 치료 이후의 종단적 결과를 분류하기 위해 우울증상과 불안증상을 함께 고려하고자 한다. 치료에 따른 다른 종단적 궤적을 가진 그룹을 분류하고, 관심 영역으로 편도체와 해마를 사용하여 그룹별 신경회로의 차이점을 조사하는 것을 목표로 한다. 또한 머신 러닝 접근 방식을 사용하여 치료 반응을 판별 및 예측하고 결과적으로는 우울증과 불안의 통합모형을 제시하고자 한다. 방법: 12세에서 17세 사이의 우울증 환아 95명(14.8 ± 1.6세, 여성 65명)이 연구에 포함되었다. 이들은 우울증이 있는 청소년의 항우울제 반응과 자살률의 바이오마커를 개발하는 연구의 일부에 해당한다. 모든 연구 참여자는 8주간 항우울제(에시탈로프람) 치료를 받았고, 우울증상은 Children’s Depression Inventory, Beck Depression Scale, Children’s Depression Rating Scale-Revised로, 불안증상은 Screen for Child Anxiety Related Emotional Disorders 척도로 평가하였다. 뇌 영상 데이터는 0주차와 8주차 방문에 수집하였다. 우울과 불안을 종속변수로 사용하여 다양한 궤적을 가진 하위집단을 분류하기 위해 다변량 잠재계층분석을 수행하였다. 공변량은 FACES와 각 방문의 상호작용, ETI 및 PVS으로 설정하였다. 이후 하위 그룹 간의 뇌 용적, resting state functional connectivity (RSFC)와 항우울제의 종단 치료 효과를 비교했다. 결과: 종단적 궤적분석으로 3개 그룹 모델이 본 연구 데이터에 가장 적합한 것으로 확인했다. 8주 간의 항우울제 치료에서 그룹 1(연구 참여자 중 31.03%)의 우울과 불안 증상이 빠르게 감소하는 경향을 보였고 (Fast-decreasing group, FDG), 그룹 2 (32.18%)는 변화가 없었으며 (No-change group, NCG), 그룹 3 (36.78%)은 서서히 감소하는 경향을 보였다 (Slow-decreasing group, SDG). 본 연구의 region of interest (ROI)인 편도체와 해마의 치료 전 부피 비교에서는 그룹간 차이가 없었고, 치료전후 부피 비교에서도 시간에 따른 3개의 하위 그룹간 유의미한 차이는 없었다. Whole-brain analysis에서는 3개의 그룹간 종단적 치료효과 차이 분석에서는 그룹 1에서 치료 전후 ROI와 RSFC의 유의미한 차이를 보이는 cluster를 도출해냈다. 이는 오른쪽 편도체와 보조 운동 영역(supplementary motor area, SMA) 간의 연결 그리고 좌측 postcentral gyrus과 rolandic operculum(ROL)으로 확장된 cluster를 포함한다. 해당 RSFC는 그룹 1에서는 치료 후 감소하는 형태를 보였다. 왼쪽 편도체와는 왼쪽 postcentral gyrus의 RSFC에서 유의미한 결과를 보였고, 오른쪽 해마와는 SMA의 RSFC, 왼쪽 해마와는 오른쪽 lingual gyrus의 RSFC가 유의미했다. 그룹 1은 치료 전과 치료 후 사이에 RSFC의 감소를 보인 반면, 그룹 2와 3은 해당 영역에서 치료 전과 후 사이에 RSFC 차이를 보이지 않았다. 더 나아가, 본 연구에서는 그룹 1과 3를 비교했을 때 치료 전후 다른 종단적 치료 효과를 보이는 cluster를 도출해냈다. 해당 cluster는 우측 편도체와 우측 post/pre-central gyrus, 양측 SMA, 우측 postcentral gyrus, 우측 calcarine gyrus와의 연결을 포함했으며, 왼쪽 편도체와 우측 middle frontal gyrus, 좌측 inferior parietal lobule, 우측 postcentral gyrus의 연결을 포함했다. 우측 해마와는 양측 SMA, 우측 postcentral gyrus의 연결이 유의미했다. 더 나아가 functional ROI를 사용한 ROI 분석을 진행하였고 치료 전 그룹 1과 그룹 3의 baseline RSFC를 비교하였을 때, 우측 편도체와의 연결성에서는 유의미한 종단적 치료 효과를 보이는 5개의 영역이 도출되었다. 이는 양측 postcentral gyrus, 우측 precentral gyrus, 양측 calcarine gyrus에 해당한다. 해당 connectivity는 모두 유의미한 그룹 (그룹 1, 2, 3) x 시간 (0주차, 8주차 방문) 상호작용을 보였고, 그룹 1의 RSFC는 치료 후에 감소하는 패턴을 보였다. 결론: 본 논문은 청소년기의 우울증과 불안 증상을 함께 고려하여 신경회로에서 종단적 치료 효과를 평가한 최초의 연구로서 중요한 임상적 의미를 갖는다. 본 논문에서는 FDG에서 치료전 시각, 청각 및 체성 감각 기능과 관련된 cluster와 오른쪽 편도체의 RSFC이 증가되어 있으며, 치료 후에는 해당 RSFC가 감소되는 것을 보여주었다. 해당 결과는 우울/불안 청소년의 특징인 외부 자극에 대한 과각성과 과민성을 SSRI 약물로 감소시킬 수 있음을 시사한다. 또한 FDG에서 초반에 감소되어 있던 왼쪽 편도체와 집행 기능 및 주의력에 관여하는 영역이 있는 RSFC가 치료 후에는 증가하는 결과를 살펴볼 수 있었다. 이는 왼쪽 편도체에 대한 top-down process는 강화되어 우울하고 불안한 청소년의 인지 기능이 향상된 것을 보여준다고 이해할 수 있다. 본 연구에서 밝힌 결과를 일반화하기 위해서는 더 많은 환아를 대상으로 하여 더 긴 추적 기간 동안 대상을 평가한 추가 연구가 필요하다. Introduction: Adolescent depression is a problematic disease with high prevalence, affecting the daily life of adolescents. Notably, cognitive-behavioral therapy and antidepressant medication have a remission rate of approximately 60% in the treatment of adolescent depression, which is a severe drawback. Therefore, to improve the efficacy of depression treatment, it is crucial to take the co-morbid anxiety disorder into account. Co-morbid depressive and anxiety disorder lowers the treatment response rate and increases the disease suffering period and recurrence rate. Depressive disorder and anxiety disorder are classified as symptomatically different diseases by the current diagnostic system. However, depressive and anxiety symptoms often co-exist with various severity in a clinical setting. Therefore, we considered depression and anxiety to categorize the different longitudinal outcomes of depressive and anxious adolescents. Based on classifying subgroups with different trajectories, I sought to examine the differences in neural circuits by using the amygdala and hippocampus as my regions of interest (ROI). Furthermore, using a machine learning approach, we aimed to discriminate and predict the treatment response and eventually establish the relationship between depression and anxiety in adolescent depression. Method: A total of 95 depressed participants aged 12 to 17 (14.8 ± 1.6 years, 65 girls) were included in the study. They were a part of the study developing the biomarkers of the antidepressant response and suicidality in adolescents with depression. All participants were treated with escitalopram in an 8-week open-label trial. The depressive and anxiety symptoms were measured by the Children’s Depression Inventory, Beck Depression Inventory, Children’s Depression Rating Scale-Revised, and Screen for Child Anxiety Related Emotional Disorders. Brain imaging data were collected at baseline (0-week) and 8-week. First, multivariate latent class analysis was performed to classify subgroups with different trajectories using depression and anxiety as the dependent variable. Covariates were the interaction of family cohesion and adaptability, childhood trauma, peer-victimization, and visits. Then, we compared the brain volume, baseline functional connectivity, and longitudinal treatment effect among the subgroups. Furthermore, using a machine learning approach, we integrated the socio-demographic, clinical data, resting-state functional connectivity (RSFC), and brain volume data of the depression and anxiety participants to predict the healthy control vs. depressive and different treatment trajectories. Results: Trajectory analysis revealed that a 3-class model fitted my data best. Depression and anxiety of Subgroup 1 (31.0% of participants) showed a fast-decreasing tendency (fast-decreasing group), while Subgroup 2 (32.2% of participants) showed no change (no-change group) and Subgroup 3 (36.8% of participants) with a slow decreasing pattern (slow-decreasing group). A baseline volume comparison of my ROI showed no difference between the three subgroups. Longitudinal volume comparison showed no significant group (three subgroups) x time (Visit 1 and Visit 6) interactions. In the region of interest (ROI) analysis using functional ROI, resting-state function connectivity comparison between Subgroup 1 and Subgroup 3 at baseline was conducted. Five regions connected with amygdala showed a significant longitudinal treatment effect on RSFC changes in Subgroup 1: Both postcentral gyrus, right precentral gyrus, and both calcarine gyrus. In the whole-brain analysis (seed to voxel-wise functional connectivity), we investigated the clusters showing significant longitudinal effects of treatment on RSFC in the subgroup 1. We identified the connection between the right amygdala and (1) supplementary motor area (SMA), (2) left postcentral gyrus, and (3) rolandic operculum (ROL) was significant. The left amygdala showed significant RSFC with (1) left post and (2) precentral gyrus, right hippocampus with (1) both SMA, and left hippocampus with (1) right lingual gyrus. Subgroup 1 showed a decrease in RSFC between pre-treatment and post-treatment in the connectivity in my findings whereas Subgroups 2 and 3 did not show RSFC differences between pre- and post-treatment in the clusters. Furthermore, clusters showing the different longitudinal effects of treatment on RSFC between Subgroups 1 and 3 were calculated. The regions that had a significant correlation with the right amygdala were the (1) right post/precentral gyrus, (2) both SMA, (3) left post and precentral gyrus, (4) right postcentral gyrus extending to the superior parietal lobule, and (5) right calcarine gyrus. RSFC between the left amygdala, (1) right middle frontal gyrus extending to superior frontal gyrus, (2) left inferior parietal lobule, and (3) right postcentral gyrus was significant. The right hippocampus presented significant correlation with (1) right postcentral gyrus, and (2) both SMA. Subgroup 1 showed decreasing pattern of RSFC in the right amygdala connectivity with the regions identified, whereas, the connectivities of left amygdala had increasing trend of RSFC. Using machine learning method, we found that the clinical data predicted the healthy control vs. patients with best accuracy (micro-average F1=1). In predicting SSRI treatment response, combining clinical data and RSFC presented the highest accuracy (micro-average F1=1), followed by combining clinical, RSFC, and volume model (micro-average F1=0.9). Conclusion: My research is the first to evaluate the longitudinal antidepressant treatment effects on neural circuits in adolescent depression by considering depression and anxiety symptoms. My results showed that the fast-decreasing group had increased functional connectivity in the right amygdala with the regions of visual, auditory, and somatosensory function at baseline and the functional connectivity decreased after the SSRI treatment. The results suggest that the hypervigilance and hypersensitivity to external stimuli, the characteristics of depressive and anxious youth, may be decreased with SSRI medication. Additionally, increased RSFC with the left amygdala and regions involved in executive function and attention may indicate strengthened top-down regulation on the left amygdala, which, in turn, may have improved the cognitive function in depressive and anxious adolescents. Further studies are needed with a larger sample size and a more extended follow-up period to generalize my findings of elucidated neural circuits of depression and anxiety.

정서적 애착대상의 유무와 청소년 우울과의 관계 연구 : 종교 및 애완동물 중심으로

윤은영 연세대학교 교육대학원 2005 국내석사

The purpose of this study is to determine the relationship between juveniles'' perceived depression and their subjects of emotional attachment. In general, depression is known to be caused by a sense of loss for certain subjects. The subjects may be persons or things. This study reviews whether it would be possible to fill the sense of loss with other subject of emotional attachment. In order to prove such a possibility, a hypothesis that religion or pet as subject of emotional attachment would relieve juveniles of depression was set up, and thereby, a questionnaire survey was conducted by sampling 690 juveniles enrolled in the middle schools and 1st and 2nd grades of high schools in Seoul and capital area. In order to measure juveniles'' depression levels, the researcher used the CDI (Children''s Depression Inventory) developed by Kovacs and Beck (1981) to assess children''s and juveniles'' cognitive, emotional and behavioral symptoms of depression. As a result of comparatively analyzing the relationship between depression and religion by means of T-test, no significant difference of depression level was found between test and control groups. In addition, religious tendency scores were not significantly correlated with depression levels. Namely, scores of depression did not differ significantly between religious and non-religious juveniles, and religious tendency was not significantly correlated with depression levels, either. However, those juveniles active in religious activities or engaged long in a religion scored higher in religious tendency scale.On the other hand, as a result of T-testing the correlations between depression and pet, the two groups differed significantly in depression scale. Namely, those juveniles rearing a pet was less depressed than the other group. In addition, as a result of analyzing juveniles'' affection of pets, it was found that those juveniles loving their pets more were less depressed than their counterparts. Since juveniles'' depression has not much been researched until now, it is necessary to research more widely into it in consideration of the fact that many juveniles are seriously depressed and that the spreading effects of juveniles'' depression are serious. 본 연구에서는 청소년 우울증에 대한 자각과 함께 우울과 정서적 애착대상과의 관계를 알아보고자 하였다. 일반적으로 우울증의 원인은 특정대상에 대한 상실감에서 생겨난다고 보고 있다. 그것이 대상에 대한 상실일 수도 있으며, 사물에 대한 상실일 수도 있다. 이처럼 상실된 애정의 충족이 다른 애착대상을 통해서 가능한지를 살펴보는 것이 본 연구의 목적이었다. 이를 증명하기 위해 정서적 애착대상으로써 종교 또는 애완동물을 가지는 것이 청소년 우울증을 완화시키는 역할을 할 것이라는 가설을 수립하고 설문을 통한 분석을 통해 검증해 보았다. 서울시 및 수도권의 중학교 1-3학년과 고등학교 1-2학년에 재학중인 청소년 690명을 연구대상으로 하여 Kovacs와 Beck(1981)이 아동과 청소년 우울증의 인지적, 정서적, 행동적 증상을 평가하기 위해 개발한 아동 및 청소년용 우울척도 CDI (Children''s Depression Inventory )를 사용하여 우울증상을 측정하였다. 우울척도와 종교, 애완동물의 유무를 비교 분석 해본 결과, 종교의 유무에 따라 T-test를 실시한 두 집단간 우울점수의 차이는 유의하지 않은 것으로 나타났고, 또한 종교성향 점수와 우울점수 역시 유의미한 상관이 나타나지 않았다. 즉 종교를 가진 청소년과 종교를 가지지 않은 청소년의 우울점수는 차이가 없는 것으로 나타났으며 종교성향 역시 우울점수와의 관계에서 유의미한 결과가 나타나지 않았다. 하지만 종교활동 빈도가 높은 청소년이나, 종교를 가진 기간이 오래된 청소년은 종교성향 검사점수가 통계적으로 유의미하게 높게 나타났다.그리고 애완동물의 유무에 따라 T-test를 실시한 두 집단간 우울점수의 차이는 유의미한 것으로 나타났으며, 애완동물을 기르는 청소년이 애완동물을 기르지 않는 청소년에 비해 우울점수가 낮은 것으로 나타났다. 또한 애완동물에 대한 애호도를 조사한 결과 애완동물에 대한 애호도가 높은 청소년이 그렇지 않은 청소년에 비해 우울점수가 낮은 것으로 나타났다. 청소년 우울증에 대한 연구가 초기단계 이지만 청소년 우울증이 가지는 심각성 및 파급효과를 감안할 때 보다 폭넓은 연구가 이루어져야 할 것이다.