急性睡眠剥夺对无先兆偏头痛患者脑功能的影响：一项基于7.0T静息态功能磁共振成像的研究

《The Journal of Headache and Pain》：Effects of acute sleep deprivation on the brain function of individuals with migraine: a resting-state functional magnetic resonance imaging study

本期推荐：中国研究团队通过7.0T fMRI技术揭示急性睡眠剥夺(ASD)如何通过改变丘脑-小脑功能连接触发偏头痛。研究发现无先兆偏头痛(MWoA)患者在接受24小时ASD后，丘脑内侧枕核(medial pulvinar)的ALFF值显著升高并与头痛频率负相关，同时背侧注意网络(DAN)内功能连接降低。该研究首次阐明ASD通过影响疼痛调节网络诱发偏头痛的神经机制，为临床预防睡眠相关偏头痛发作提供新靶点。

　　

偏头痛作为一种常见的神经系统疾病，其发作常与睡眠紊乱密切相关。临床观察发现，睡眠剥夺既可诱发偏头痛急性发作，又能加重疼痛症状，然而这背后的神经机制始终成谜。更令人困惑的是，偏头痛患者似乎对睡眠剥夺特别敏感——普通人熬个夜可能只是精神不振，而偏头痛患者却可能因此迎来一场剧烈的头痛袭击。这种差异提示我们，偏头痛患者的大脑可能存在独特的"睡眠-疼痛"调控通路。随着神经影像学技术的发展，特别是高场强7.0T磁共振的应用，科学家们终于有机会在活体大脑中捕捉这些微妙的变化。

中国人民解放军总医院国际头痛中心的研究团队在《The Journal of Headache and Pain》发表了一项开创性研究。他们采用7.0T超高场强功能磁共振成像(fMRI)技术，对23名无先兆偏头痛(MWoA)患者和23名健康对照(HC)进行了基线期和24小时急性睡眠剥夺(ASD)后的两次扫描。研究通过分析低频振幅(ALFF)、种子点功能连接(SBC)、网络间连接(BNC)和网络内连接等指标，系统揭示了ASD对偏头痛患者脑功能的特异性影响。

关键技术方法包括：1)采用7.0T Siemens扫描仪获取高分辨率BOLD和T1加权图像；2)基于CONN和SPM软件进行预处理和ALFF计算；3)使用Yeo-17图谱划分17个功能网络进行BNC分析；4)以AAL3脑图谱为模板进行ROI水平分析；5)通过FDR校正进行多重比较校正；6)采用Huawei智能手表监测睡眠剥夺期间的清醒状态。

研究结果部分：
"Changes of within-group ALFF values after ASD compared with baseline in MWoA individuals and HCs"显示，健康对照组仅左侧海马旁回ALFF值显著升高(p-FDR=0.01)，而MWoA组在64个脑区出现显著变化，其中最显著的是右侧丘脑内侧枕核(p-FDR=0.017)，该变化与每月头痛天数呈负相关。

"Changes of within-group SBC after ASD compared with baseline in MWoA individuals"发现，以右侧丘脑内侧枕核为种子点时，MWoA患者ASD后与小脑蚓部的功能连接增强(p-FWE=0.035)，而与右侧中央后回连接减弱(p-FWE=0.048)。

"Changes of BNC and within-network connectivity after ASD compared with baseline in both MWoA individuals and HCs"揭示，MWoA组在ASD后背侧注意网络(DAN)内功能连接显著降低(p-FDR=0.031)，而健康对照组各网络内连接无显著变化。

"Correlation between clinical parameters and ALFF changes before and after ASD in MWoA individuals"表明，右侧丘脑内侧枕核ALFF变化值与每月头痛天数(p-FDR=0.044)和VAS评分(p-FDR=0.035)均呈显著负相关。

这项研究首次系统阐明了急性睡眠剥夺影响偏头痛患者脑功能的特征性模式。最关键的发现是丘脑内侧枕核的异常激活——这个与高级感觉整合密切相关的脑区，在睡眠剥夺后表现出显著的ALFF升高，且这种变化在头痛频率较低的患者中更为明显。这提示丘脑可能作为"睡眠-疼痛"交互作用的关键枢纽，其激活程度或许反映了偏头痛患者对睡眠剥夺的敏感性阈值。值得注意的是，研究采用的7.0T超高场强fMRI提供了前所未有的空间分辨率，使得探测丘脑亚核团等微小结构的精细变化成为可能。

从临床角度看，这些发现为理解睡眠相关偏头痛的发病机制提供了新视角。丘脑-小脑-皮层通路的异常改变，特别是DAN网络内连接的减弱，可能解释了为什么睡眠剥夺后偏头痛患者会出现注意力下降、光过敏等症状加重。未来研究可以进一步探索针对这些通路的干预措施，如经颅磁刺激或特定睡眠节律调节，从而预防或减轻睡眠剥夺诱发的偏头痛发作。

这项研究的创新性还体现在方法学层面：首次将7.0T fMRI应用于偏头痛的睡眠研究，开发了标准化的24小时ASD实验范式，并采用多模态分析方法全面评估了从局部脑活动到全脑网络连接的变化。这些方法为今后开展类似研究提供了重要参考。当然，研究也存在一些局限，如样本量相对较小、未纳入月经周期控制等，需要在未来研究中进一步完善。总体而言，该成果为揭示睡眠与偏头痛的复杂关系迈出了重要一步，具有重要的理论和临床价值。