皮質(zhì)下血管性認(rèn)知功能損害患者腦小世界網(wǎng)絡(luò)及動(dòng)態(tài)功能分布.pdf

1、背景與目的：功能磁共振(functional magnetic resonance imaging,fMRI)的出現(xiàn)為獲取大腦的信息提供了新的途徑,而基于“圖理論(Graph theory)”的腦網(wǎng)絡(luò)分析方法的出現(xiàn),則為全面理解大腦結(jié)構(gòu)功能開(kāi)創(chuàng)了新的思路。靜息態(tài)功能磁共振(Resting-state fMRI)作為一種較新的功能態(tài)研究也成了近年來(lái)關(guān)注的熱點(diǎn),主要分為全腦網(wǎng)絡(luò)和局部腦功能研究。將圖理論分析方法運(yùn)用于腦功能像的研究是當(dāng)今腦功

2、能全腦網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域的一項(xiàng)前沿技術(shù),已用于阿爾茨海默病(AD),精神分裂癥,癲癇等腦臨床疾病的研究。血管性癡呆(vascular dementia,VaD)作為當(dāng)今僅次于AD的第二大癡呆類(lèi)型,越來(lái)越受到關(guān)注和重視。皮質(zhì)下血管認(rèn)知功能損害(subcortical vascular cognition impairment,SVCI)作為 VaD最具同質(zhì)性的亞型之一,已廣泛用于研究。既往已有學(xué)者對(duì)SVCI患者靜息狀態(tài)下腦部功能活動(dòng)進(jìn)行研究,發(fā)

3、現(xiàn)SVCI患者前后腦區(qū)存在許多異常的功能連接,但該研究?jī)H限于局部腦區(qū),而對(duì)于SVCI的全腦功能連接及功能網(wǎng)絡(luò)屬性目前尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究旨在通過(guò)采用圖理論方法探討SVCI患者腦功能網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮匦约捌渑c認(rèn)知功能之間的關(guān)系。
　　材料與方法：選擇安徽醫(yī)科大學(xué)一附院神經(jīng)內(nèi)科在院或門(mén)診滿足條件的SVCI患者23例及年齡和性別相匹配的正常對(duì)照組20例。所有受試者均進(jìn)行3.0T功能磁共振掃描及包括簡(jiǎn)易精神狀態(tài)檢查（MMSE)、劍橋老年認(rèn)知檢查表-

4、中國(guó)修訂版(CAMCOG-C)、臨床癡呆量表(CDR)等在內(nèi)的一組神經(jīng)心理認(rèn)知功能評(píng)價(jià)。應(yīng)用SPMZ(SPM8,http:// www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm)及 DPARSFV(Data Processing Assistant for Resting-State fMRI)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,利用解剖學(xué)自動(dòng)標(biāo)記模板(ALL)將大腦分成90個(gè)腦區(qū),左右半球各45個(gè)腦區(qū),提取每個(gè)區(qū)域內(nèi)所有體素的時(shí)間序列平均值,采用雙

5、變量相關(guān)分析法計(jì)算以上各個(gè)腦區(qū)間的功能連接。通過(guò)既往研究設(shè)定的矩陣稀疏度(sparsity,Sthr)確定閾值T,計(jì)算聚集系數(shù)(Cp)、路徑長(zhǎng)度(Lp)等參數(shù),確定SVCI患者和正常被試腦功能網(wǎng)絡(luò)是否具有“小世界”網(wǎng)絡(luò)屬性。同時(shí)觀測(cè)兩組受試者全腦及局部網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋮?shù),如效率(efficiency)、模態(tài)(Modularity)、度(degree)、中間中心度(betweenness centrality)等之間的差異,并將異常的全腦或局部

6、拓?fù)鋮?shù)與SVCI患者的認(rèn)知功能進(jìn)行Pearson相關(guān)分析,確定二者有無(wú)相關(guān)。
　　結(jié)果：SVCI患者和正常對(duì)照組腦功能網(wǎng)絡(luò)在一定的閾值范圍內(nèi)(0.15< Sthr<0.4)均具有“小世界”特性,然而與正常對(duì)照組相比,SVCI患者全腦和局部的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特性均有明顯改變。其全局和局部效率,聚集系數(shù),度,中間中心度均明顯降低,而局部路徑長(zhǎng)度明顯增加。與正常對(duì)照組相比,SVCI降低的拓?fù)鋵傩阅X區(qū)主要位于額-顳葉,如雙側(cè)扣帶中回及扣帶旁回(

7、DCG)、顳中回(MTG)、顳下回(STG),而皮質(zhì)下區(qū)域,如蒼白球(PTU)及殼核(PAU)等腦區(qū)的節(jié)點(diǎn)度及中間中心度則明顯增加,這可能是對(duì)腦功能網(wǎng)絡(luò)效率降低的一種代償,也反應(yīng)了腦部神經(jīng)纖維的可塑性。同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)改變的全腦和局部網(wǎng)絡(luò)特性與認(rèn)知功能(CAMCOG-C評(píng)分)之間有一定的相關(guān)性。
　　結(jié)論：與正常人群相比,SVCI患者全腦或局部功能網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮匦跃黠@異常,這種改變表明SVCI患者各個(gè)腦區(qū)間信息傳遞的效率明顯降低,從而導(dǎo)