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为探究新冠对儿童大脑的影响,来自复旦大学附属儿科医院(厦门分院)等机构的研究人员开展了针对轻度新冠儿童大脑皮质指标、结构协方差网络(SCNs)及类淋巴功能的多模态 MRI 研究。结果显示,新冠儿童大脑部分皮质指标改变,SCNs 拓扑结构变化且脉络丛(CP)体积增大。该研究为了解新冠对儿童大脑的影响提供了重要依据。
在新冠疫情的阴霾笼罩全球数年之际,新冠病毒对人体的影响成为科研界密切关注的焦点。尤其是其对中枢神经系统,特别是大脑的影响,引发了诸多猜测与研究。大量研究表明,新冠病毒会给成年人的大脑带来诸如脑萎缩、灰质变薄、功能连接中断以及类淋巴功能下降等问题,即便康复数月后,这些变化依然存在,还导致许多康复者长期受神经系统症状困扰。
然而,儿童时期是大脑发育的黄金阶段,这一时期大脑结构、行为和认知都在飞速变化。从微观层面看,神经发生和突触形成迅速;宏观上,大脑形态也在不断完善,功能逐渐分化整合。可目前关于新冠病毒对儿童大脑影响的研究却少之又少,大多只是病例报告和荟萃分析,缺乏关键的定量数据。正因如此,深入探究新冠对儿童大脑的影响迫在眉睫,这对于保障儿童的神经发育健康意义非凡。
为了填补这一重要的科研空白,复旦大学附属儿科医院(厦门分院)、深圳市龙华区人民医院等机构的研究人员携手开展了一项极具价值的研究。他们招募了 19 名轻度新冠儿童和 22 名年龄匹配的健康儿童作为对照,运用高分辨率结构和扩散 MRI 技术,全面评估儿童大脑的结构和功能变化。通过全脑顶点形态分析和构建结构协方差网络(SCNs),研究人员试图揭开新冠对儿童大脑结构影响的神秘面纱;同时,借助扩散张量成像沿血管周围间隙(DTI-ALPS)和测量脉络丛(CP)体积这两个指标,来探究大脑类淋巴系统的功能是否受到新冠病毒的干扰。
研究人员在开展此项研究时,运用了多个关键技术方法。在样本选择上,严格依据多项标准招募了轻度新冠儿童和健康对照儿童。MRI 数据采集方面,使用 3.0T MR 扫描仪获取高分辨率 3D T1 加权结构 MRI 数据和扩散加权图像。图像处理时,分别利用 FreeSurfer 和 MRtrix3、DSI Studio 软件对结构图像和扩散图像进行处理。此外,通过 Graph Analysis Toolbox(GAT)构建基于局部脑回化指数(LGI)的 SCNs,进而分析网络指标。
下面来看具体的研究结果:
- 人口统计学信息:研究涉及的新冠儿童和健康对照儿童在年龄、性别和估计总颅内体积(eTIV)方面均无显著差异。在新冠儿童中,发热、咳嗽较为常见,还有部分儿童出现头痛、腹泻和肌痛症状。
- 皮质指标组间比较:相较于健康对照组,新冠儿童的左侧顶上叶皮质的皮质面积、体积和局部脑回化指数(LGI)显著增加,左侧枕外侧皮质的皮质厚度也明显增厚。这一结果表明,新冠病毒似乎对儿童大脑特定区域的形态结构产生了影响。
- 全局和节点网络参数的组间差异:在分析基于皮质 LGI 的 SCNs 时发现,新冠组的聚类系数(Cp)显著低于健康对照组,但两组的小世界属性均得以保留。在节点网络参数分析中,未发现两组存在显著差异。此外,健康对照组的网络枢纽分布在多个区域,而新冠组的网络枢纽数量减少,且集中在初级运动和感觉区域。这意味着新冠病毒可能破坏了大脑网络的局部效率和连接模式,影响了高级认知处理和多模态整合功能。
- DTI-ALPS 指数和 CP 体积的组间比较:研究显示,新冠组的左侧和总 CP 体积显著高于健康对照组,但在 DTI-ALPS 指数方面,两组无显著差异。不过,新冠组左侧 DTI-ALPS 指数有降低趋势,这暗示着新冠病毒感染后,儿童大脑可能出现早期类淋巴功能障碍。
综合研究结果和讨论部分,此次研究意义重大。这是首次针对新冠儿童大脑皮质形态参数、基于 LGI 的几何网络和类淋巴功能变化的研究。研究发现,新冠儿童大脑存在皮质指标异常、几何网络改变以及潜在的类淋巴功能障碍,这很可能是新冠病毒引发的神经炎症和免疫反应对大脑认知处理区域造成神经毒性损伤的结果。不过,该研究也存在一些局限性,如样本量较小、采用横断面设计等。尽管如此,它依然为后续深入研究新冠对儿童大脑的长期影响指明了方向,也为关注儿童神经发育健康的人们敲响了警钟,提醒我们要持续重视新冠病毒对儿童大脑发育可能带来的潜在威胁。