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为探究无先兆偏头痛(MWoA)患者岛叶亚区在结构和功能上的异常模式及其与疼痛感知的关系,研究人员对 44 例 MWoA 患者和 51 例健康对照者进行研究。结果发现患者岛叶亚区存在结构和功能改变,且与疼痛感知相关。该研究为偏头痛的发病机制提供新依据。
偏头痛是一种常见且令人困扰的神经系统疾病,全球约 15% 的人口受其影响。它以单侧搏动性头痛为主要特征,不仅严重影响患者的日常生活,还可能导致工作效率下降、社交活动受限等问题。目前,偏头痛的发病机制尚未完全明确,虽然有研究表明异常疼痛感知编码与偏头痛的发生密切相关,且岛叶功能障碍可能在其中发挥重要作用,但岛叶各亚区在偏头痛中的具体作用模式和机制仍不清晰。例如,以往研究虽发现岛叶某些区域结构和功能存在异常,但对于不同亚区的具体变化及其与临床症状的关联,还缺乏深入了解。在这样的背景下,成都中医药大学等机构的研究人员开展了相关研究,旨在揭示无先兆偏头痛(MWoA)患者岛叶亚区的结构和功能变化,以及这些变化与疼痛感知之间的关系 。该研究成果发表在《Scientific Reports》上,为深入理解偏头痛的发病机制提供了重要线索,有助于开发更具针对性的治疗方法。
研究人员采用了多种关键技术方法。在样本选取方面,从成都中医药大学附属医院和四川省人民医院神经内科门诊招募了 50 例 MWoA 患者,同时从成都中医药大学及成都社区招募了 53 例年龄、性别和教育程度匹配的健康对照者 。在检测技术上,运用体素形态学分析(VBM)和基于种子的功能连接(FC)分析方法,借助 3.0T 磁共振成像(MRI)设备对参与者进行扫描,获取脑部结构和功能数据。
研究结果主要包括以下几个方面:
- 人口统计学和临床症状:经筛选,最终纳入 51 例健康对照者和 44 例 MWoA 患者进行分析。两组在年龄、性别、身高、体重等基线特征上无显著差异,且两组间的头动参数(FD)也无明显差异,这确保了后续研究结果的可靠性。
- 基于体素的形态学结果:通过 VBM 分析发现,MWoA 患者岛叶的灰质体积(GMV)存在区域特异性异常。与健康对照者相比,患者仅双侧背侧前岛叶(dAI)的 GMV 显著降低,其他亚区虽有下降趋势但未达显著水平。进一步分析发现,右侧 dAI 的 GMV 降低与每次发作的持续时间呈显著负相关。这表明 dAI 结构的改变可能在偏头痛的发生发展中具有重要作用。
- FC 结果:
- 岛叶亚区功能拓扑分布:研究观察到,在 MWoA 患者和健康对照者中,腹侧前岛叶(vAI)、dAI 和后岛叶(PI)各自具有特定的功能连接模式。vAI 主要与岛叶其他部分、额中下回、颞上回、前扣带回和颞顶联合区相连;dAI 主要与岛叶其他部分、顶叶、背侧扣带回、额上回和颞顶联合区相连;PI 主要与感觉运动皮层和背外侧前额叶皮层相连 。这一结果与先前研究中关于岛叶亚区功能组织的发现一致。
- 组间 FC 差异:MWoA 患者与健康对照者相比,部分岛叶亚区间的 FC 存在差异。如患者左侧 vAI 与左侧 PI、左侧 dAI 与右侧 dAI、左侧 vAI 与苍白球、右侧 dAI 与左侧 dAI 及左侧枕中回、左侧 PI 与右侧 PI 之间的 FC 降低;而左侧 vAI 与额上回和额中回、右侧 vAI 与额上回和额中回、左侧 dAI 与双侧楔前叶和颞中回、右侧 dAI 与双侧楔前叶、左侧 PI 与右侧楔前叶之间的 FC 增加 。这些变化提示岛叶亚区与其他脑区之间的功能连接在 MWoA 患者中出现了异常。
- 结构和功能变化与临床症状的关系:相关性分析表明,随着每次发作持续时间的增加,MWoA 患者 dAI 的 GMV 减少更明显。同时,左侧 dAI 与苍白球的 FC 与头痛持续时间和频率呈显著负相关,与颞中回的 FC 与每次发作持续时间呈显著正相关;右侧 dAI 与楔前叶的 FC 与视觉模拟评分(VAS)呈正相关 。这进一步证实了岛叶亚区结构和功能变化与偏头痛疼痛感知的密切联系。
研究结论和讨论部分指出,该研究综合结构和功能 MRI 分析,全面揭示了 MWoA 患者岛叶亚区的神经影像学变化机制。首次明确患者双侧 dAI 的 GMV 显著降低,且其功能连接异常涉及默认模式网络(DMN)、突显网络(SN)和基底神经节。这些异常与偏头痛的疼痛强度、频率和持续时间显著相关,有力支持了偏头痛岛叶异常假说,突出了 dAI 改变在偏头痛疼痛感知中的关键作用 。然而,研究也存在一些局限性,如性别比例不平衡、样本量较小、未收集月经周期和雌激素相关指标等。未来研究需要进一步优化实验设计,扩大样本量,以更深入地探究偏头痛的发病机制,为临床治疗提供更坚实的理论基础。