遺忘型輕度認知障礙患者靜息態(tài)腦功能網(wǎng)絡(luò)局部一致性

閔　珺　周旭欣　王衛(wèi)東

(南昌大學(xué)第二附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，江西　南昌　330000)

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遺忘型輕度認知障礙患者靜息態(tài)腦功能網(wǎng)絡(luò)局部一致性

閔珺1周旭欣2王衛(wèi)東

(南昌大學(xué)第二附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，江西南昌330000)

〔摘要〕目的利用功能磁共振成像(fMRI)技術(shù)探討遺忘型輕度認知障礙(aMCI)患者靜息態(tài)腦活動神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能特點。方法分別對根據(jù)臨床診斷的10例aMCI患者及10例健康志愿者進行靜息態(tài)功能磁共振掃描，利用腦功能網(wǎng)絡(luò)局部一致性(ReHo)分析方法，比較aMCI患者與健康志愿者靜息態(tài)下大腦活動差異。結(jié)果aMCI患者ReHo分析顯示后扣帶回區(qū)域、額葉內(nèi)側(cè)、前額葉內(nèi)側(cè)皮層和頂葉部分區(qū)域的ReHo均顯著增高。aMCI患者左側(cè)顳葉(顳中回、顳下回)、左側(cè)海馬旁回、枕葉、舌回、楔前葉等區(qū)域的ReHo降低，而右側(cè)額葉(額下回)、左顳上回、中央前回(額葉)、右側(cè)丘腦、左側(cè)梭狀回等區(qū)域的ReHo增高。結(jié)論靜息狀態(tài)下，aMCI患者可能存在著局部腦區(qū)功能異常，這種異常與認知功能減退可能存在一定聯(lián)系。

〔關(guān)鍵詞〕阿爾茨海默?。惠p度認知障礙；局部一致性；功能連接；靜息態(tài)；功能磁共振成像

1南昌市第一醫(yī)院2南昌航空大學(xué)

第一作者：閔珺(1987-)，女，碩士，主要從事腦血管病及認知障礙研究。

阿爾茨海默病(AD)作為老年癡呆最常見的原因，以漸進性記憶力喪失為特點，逐漸累及患者認知及其他非認知功能。遺忘型輕度認知障礙(aMCI)以情節(jié)記憶障礙為突出表現(xiàn)，aMCI向AD的年轉(zhuǎn)化率是正常人群的10倍。因此aMCI被認為是AD的前驅(qū)階段，如能在此階段早期診斷并給予治療，將有助于延緩病程。本研究采用靜息態(tài)功能磁共振成像(fMRI)技術(shù)，利用局部一致性的方法，將正常老年人及aMCI患者進行對比，探討兩者在靜息態(tài)下腦功能活動的一致性及差異。

1對象與方法

1.1研究對象aMCI患者選取 2010年9月至2011年12月，我院門診及住院的經(jīng)神經(jīng)心理評分及影像學(xué)檢查診斷為aMCI 10例。入選標準：參照2001年由Pertersen提出的aMCI診斷標準〔1〕：①年齡65～75歲，漢族，右利手；②主訴有記憶減退，記憶障礙是基本和主要的主訴，癥狀持續(xù)時間>6個月；③一般認知功能正常，簡易精神狀態(tài)檢查量表(24分4分，在3個月內(nèi)有急性腦血管病史；② 存在活動性癲癇；③ 漢密頓抑郁量表(Hamilton)>12分，有精神病史；④ 存在肝腎功能障礙，葉酸、維生素B12缺乏，藥物、酒精濫用和重度、感染等(影響認知功能)因素；⑤有晚期，嚴重或不穩(wěn)定的其他疾病，影響腦功能或認知功能的評估。共10例患者入選，男5例，女5例，平均年齡(69.80±2.658)歲，平均受教育年限(13.20±1.135)年，MMSE評分(25.90±0.738)分。正常對照組：同期體檢，年齡、性別、受教育程度均匹配的老年正常者10例。入選標準：①年齡65～75歲，漢族，右利手，總體健康狀況良好，無神經(jīng)系統(tǒng)疾??；②無記憶障礙主訴及臨床表現(xiàn)；③總體認知功能正常，MMSE>27分；④日常生活能力良好，ADL<26分；⑤無認知障礙減退，CDR=0，男5例，女5例，平均年齡(69.90±2.601)歲，平均受教育年限(13.60±1.713)年，MMSE評分(29.30±0.823)分。aMCI組與正常對照組在年齡、受教育年限、性別上差異均無顯著性(P>0.05)，兩組間MMSE評分差異有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)。本實驗經(jīng)南昌大學(xué)醫(yī)學(xué)倫理委員會批準，所有入組對象本人及家屬均了解研究內(nèi)容，并能夠配合試驗并簽署書面知情同意書。

1.2研究方法

1.2.1MR掃描選用美國GE-3.0T超導(dǎo)磁共振掃描儀。整個過程囑受試者處于靜息狀態(tài)，清醒，平臥，閉眼，盡量放松并保持全身靜止不動，固定頭部并最大限度減少頭部及其他部位的主動及被動關(guān)系，同時囑其避免任何系統(tǒng)性的思維活動。靜息態(tài)掃描參數(shù)：梯度回波成像序列(Echo Planar Imaging)，隔層掃描，TR=2 000 ms，TE=30 ms，翻轉(zhuǎn)角=90°，F(xiàn)OV=25.6，矩陣=64×64，層厚=3 mm，層間隔=1.0 mm，層數(shù)=32，時間共6 min 40 s。

1.2.2數(shù)據(jù)處理主要使用在2010Matlab上運行的統(tǒng)計參數(shù)圖軟件包，所得圖像數(shù)據(jù)用MRIcro軟件(http：∥www.mricro.corn)轉(zhuǎn)化格式后，應(yīng)用SPM8及DPARSF軟件進行時間、空間上的對齊，校正頭動，同時得到掃描期間的頭動參數(shù)。由于需要一定時間才能讓磁場達到穩(wěn)態(tài)，并且考慮到受試者對環(huán)境的適應(yīng)性，最初10幅圖像被剔除。剩余190幅圖像納入分析程序。對符合標準的圖像以EPI模板進行標準化，并重采樣到3 mm×3 mm×3 mm；利用4 mm的半高全寬的高斯核做空間平滑減小空間噪聲和受試者解剖結(jié)構(gòu)間的差異。隨后用線性回歸的方式去除6個頭動參數(shù)、進行去線性漂移。之后進行濾波(0.01

2結(jié)果

在靜息狀態(tài)下，正常老年人及aMCI患者扣帶回后部皮層、額葉內(nèi)側(cè)、前額葉內(nèi)側(cè)皮層及頂葉部分區(qū)域的局部一致性均顯著增高(P<0.05，圖1、2)。將aMCI患者ReHo與正常對照組對比，aMCI患者左側(cè)顳葉(顳中回、顳下回)、左側(cè)海馬旁回、枕葉、舌回、楔前葉等區(qū)域的ReHo 較正常對照組降低(P<0.05，圖3、表1)。而右側(cè)額葉(額下回)、左顳上回、中央前回(額葉)、右側(cè)丘腦、左側(cè)梭狀回等區(qū)域的ReHo較正常對照組增高(P<0.05，圖4、表2)。

圖1　正常對照組平均ReHo圖

圖2　aMCI患者平均ReHo圖

圖3　aMCI較正常老年人平均ReHo減低的區(qū)域

腦區(qū)激活的體素MNI坐標(mm)XYZ布洛德曼腦區(qū)舌回11857-36330枕葉51-45-66-919左側(cè)顳葉73-60-212140左側(cè)顳下回30-48-42-920左側(cè)顳中回8757-36-337左側(cè)海馬旁回454518-921島葉23276313楔前葉58-3-69630

圖4　aMCI較正常老年人平均ReHo增高的區(qū)域

腦區(qū)簇MNI坐標(mm)XYZ布洛德曼腦區(qū)左側(cè)顳上回27-486-322右側(cè)額葉88-12124538左側(cè)額葉27-1827-640左側(cè)額下回22-3601813

3討論

MCI被公認為正常衰老和癡呆的中間狀態(tài)。由于AD患者在早期即可出現(xiàn)大腦局部血流及代謝活動的改變，因此利用功能影像學(xué)技術(shù)有助于早期診斷AD。有研究表明〔2〕在MCI進展為AD行為學(xué)發(fā)生變化之前，BOLD-fMRI即能檢測到腦功能改變，是研究MCI神經(jīng)機制的重要技術(shù)。

本研究發(fā)現(xiàn)在靜息狀態(tài)時，正常老年人與aMCI患者ReHo分析顯示：后扣帶回區(qū)域、額葉內(nèi)側(cè)、前額葉內(nèi)側(cè)皮層和頂葉部分區(qū)域的局部一致性均顯著增高。這些功能活躍的腦區(qū)，反映了人腦在靜息狀態(tài)下存在一個自發(fā)的默認網(wǎng)絡(luò)。這一結(jié)果與Raichle等〔3〕的研究結(jié)果高度一致。Raichle〔4〕發(fā)現(xiàn)神經(jīng)細胞間基礎(chǔ)的信息交流占用了大腦中的絕大部分能量，而像記憶等特定的任務(wù)所增加的能量消耗只占絕少一部分。在靜息狀態(tài)時仍然存在自發(fā)、有組織、連續(xù)的腦功能活動，尤其在前額葉內(nèi)側(cè)皮層、扣帶回后部皮層、外側(cè)頂葉等區(qū)域BOLD信號具有較高的時間相關(guān)性，并提出了默認狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)的概念〔5〕。目前的研究認為，默認網(wǎng)絡(luò)是由在認知任務(wù)狀態(tài)下出現(xiàn)負激活的腦區(qū)組成，這些腦區(qū)相互之間彼此協(xié)作，維持著靜息狀態(tài)下的各種認知活動。研究顯示負激活是一種處理資源重分配的機制〔5〕，假定“靜息”狀態(tài)是一個有組織的腦活動狀態(tài)，當(dāng)大腦發(fā)生外在任務(wù)時，這些有組織的進程將受到干擾，相關(guān)的處理資源會轉(zhuǎn)移到與外在任務(wù)相關(guān)的腦區(qū)，處理資源減少的區(qū)域就會表現(xiàn)為負激活。

aMCI患者ReHo與正常老年人相比，左側(cè)顳葉(顳中回、顳上回)、左側(cè)海馬旁回、枕葉、舌回、楔前葉的ReHo 降低。AD患者由于海馬-內(nèi)側(cè)顳葉萎縮而損害信息的儲存，患者出現(xiàn)嚴重的情景記憶障礙。情景記憶的損害是診斷AD的核心癥狀。目前研究認為，內(nèi)側(cè)顳葉(包括內(nèi)嗅皮層、旁嗅皮層、旁海馬皮層及海馬)、前額葉、楔前葉是與情景記憶相關(guān)的重要區(qū)域〔6〕。本研究發(fā)現(xiàn)與正常對照組相比，楔前葉、內(nèi)側(cè)顳葉的ReHo顯著降低。這與以往研究結(jié)果相似〔7，8〕，同時與Tau蛋白的沉積和磁共振顯示萎縮程度的變化是沿著海馬萎縮的路徑(內(nèi)嗅皮層、海馬)，與早期記憶力的減退是一致的〔9，10〕。內(nèi)側(cè)顳葉可能與情景記憶相關(guān)的中心區(qū)域。當(dāng)患者尚未發(fā)展至AD時，內(nèi)側(cè)顳葉系統(tǒng)的BOLD信號時間序列一致性降低，由此可以將內(nèi)側(cè)顳葉作為區(qū)分MCI患者與正常老年的靶點。除此之外，左側(cè)顳下回、顳中回的部分腦區(qū)ReHo顯著降低，提示除內(nèi)側(cè)顳葉外，左側(cè)顳葉外側(cè)也與情景記憶密切相關(guān)。

AD患者以情節(jié)記憶障礙為突出表現(xiàn)，同時也存在語言障礙。早期患者出現(xiàn)找詞困難、理解能力輕度減退，隨著病情發(fā)展閱讀和書寫能力均減退。目前研究認為〔11〕語義性癡呆主要累及顳葉結(jié)構(gòu)，尤其是顳葉新皮層，表現(xiàn)為語義記憶障礙，患者命名障礙，言語空洞，缺乏實詞。這與本研究結(jié)果左側(cè)顳葉外側(cè)的ReHo降低一致，提示aMCI患者的顳葉結(jié)構(gòu)受損。

除此之外，AD患者在早期即可出現(xiàn)視空間功能障礙，這種視空間結(jié)構(gòu)功能損害往往與頂枕葉病變有關(guān)，本研究提示aMCI患者存在多個與記憶相關(guān)腦區(qū)的靜息態(tài)腦功能的異常，為后期進行腦功能連接提供了良好的“種子點”的選擇。

本研究發(fā)現(xiàn)，與正常對照組相比，ReHo增高的區(qū)域主要集中在右側(cè)額葉、左側(cè)梭狀回、顳上回及額下回、右側(cè)丘腦。這些區(qū)域與語言中樞及視覺詞形區(qū)有關(guān)，這些均與工作記憶密切相關(guān)。AD患者往往以情節(jié)記憶損害為主，在前期其抽象思維及計算力往往不受影響。有研究顯示當(dāng)aMCI在執(zhí)行任務(wù)時，額葉、梭狀回等腦區(qū)均有激活的表現(xiàn)〔12，13〕?；颊咴谶@些區(qū)域可能存在某種代償機制。aMCI患者在早期以情節(jié)記憶損害為主，而執(zhí)行功能相對完好，這與本研究中與這些有關(guān)的腦區(qū)其ReHo值增高吻合，進一步證實了這個代償?shù)募僬f。這種代償機制有可能減緩疾病的進展。

綜上所述，應(yīng)用磁共振設(shè)備對aMCI患者進行fMRI研究，了解aMCI患者靜息態(tài)腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和功能的特點不僅可以幫助我們及早識別aMCI，為其提供最佳防治時間窗；同時，對全面了解大腦功能活動也有重要意義。

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〔2014-03-17修回〕

(編輯趙慧玲/曹夢園)

通訊作者：王衛(wèi)東(1968-)，男，博士，碩士生導(dǎo)師，主任醫(yī)師，主要從事腦血管病基礎(chǔ)與臨床(神經(jīng)介入治療)、認知障礙研究。

〔中圖分類號〕R743

〔文獻標識碼〕A

〔文章編號〕1005-9202(2015)22-6519-03；

doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2015.22.099