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重度抑郁症伴随着大脑环路在系统水平的功能失调。近年来的研究一致认为对抑郁症的干预治疗可能通过调控大脑在系统水平的异常来重塑大脑的结构和功能网络。近年来研究证明单次给予超低剂量的氯胺酮可以产生快速而持久的抗抑郁效果。现有的研究认为氯胺酮快速而持久的抗抑郁效果是由氯胺酮引起的突触可塑性实现，而不是由其对N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartic acid，NMDA)受体的拮抗作用诱导。氯胺酮快速而持久的抗抑郁效果引发了大量对其抗抑郁机制的临床和临床前研究。但是到目前为止，对于氯胺酮作用的脑区以及相关的神经环路还是知之甚少。虽然目前已经有一些研究使用影像学技术来探究氯胺酮影响的脑区和环路，但是这些研究只是关注了某些特定的脑区或者网络。众所周知，氯胺酮作用的NMDA受体在整个大脑中都有分布。因此，需要一种全脑分析的方法来更好地探讨氯胺酮抗抑郁的机制。 为了在全脑范围寻找答案，应用功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)技术结合图论网络分析方法来探究氯胺酮对猕猴静息态脑功能联接图谱的影响。对9只猕猴进行两次静息态fMRI扫描，两次扫描之间间隔时间为一个月左右。在每次fMRI扫描前18小时左右对动物进行药物注射，每只动物注射生理盐水和氯胺酮的次序是随机的。对静息态fMRI采用图论分析方法来构建功能脑网络，然后在整体网络水平、节点水平和边水平分别比较氯胺酮和生理盐水组之间的差异。 与注射同剂量生理盐水组比较发现，超低剂量的氯胺酮在注射18小时后引起了全脑网络参数的显著性改变，包括最短路径长度和标准化之后的最短路径长度增长，聚类系数、局部效率和全局效率降低。同时，氯胺酮大范围地下调了各个脑区间的功能连接，特别是眶额叶皮层（orbital frontal cortex，OFC）、前扣带回下膝部皮层(subgenual cingulate cortex，CCs)、后扣带回皮层(posterior cingulate cortex，CCp)和伏隔核(nucleus accumbens，NAc)。此外，奖赏环路中内侧前额叶皮层(medial prefrontal cortex，PFCm)的功能连接在注射氯胺酮后也被选择性地下调。 我们的实验结果表明氯胺酮可能通过特异性地阻塞NMDA受体诱发局部脑区神经突触可塑性，并促使皮层-边缘皮层-纹状体环路发生长时程的网络重构，以此逆转抑郁症产生的脑网络异常。本研究对于理解抑郁症的神经生物学机制以及研发快速而持久的抗抑郁治疗手段提供了重要指导。 以上研究的一个重要局限性是实验对象为健康的猕猴，而不是抑郁的猕猴。前人在啮齿类动物上的工作为使用调控特定脑区功能的方法来构建非人灵长类抑郁症模型提供了可能，但是该方法需要对特定脑区进行精确定位。由于非人灵长类个体之间差异较大，基于脑图谱的颅内定位操作往往会产生较大的误差。使用磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)技术可以无损伤地观察在体脑组织结构，为个体颅内高精度定位提供了可能。本研究结合栅格系统以及高分辨率结构像扫描，开发了一套MRI导航的实验猴颅内高精度定位系统。另外，为了满足磁场环境下较高精度操作的需求，使用三维(three dimensional，3D)打印技术设计并组装了核磁兼容的微型操作装置，可以用于定位之后的一些操作（如电极穿刺）。在磁场环境下通过电极穿刺对整个定位操作系统进行了验证，实验结果表明该方法在各个方向上的定位误差在1毫米以下。该操作系统为各种颅内定位以及磁场环境下的后续操作提供了工具，在今后各种精准定位调控特定脑区功能的实验中将发挥重要作用。