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为探究慢性单侧前庭病变(CUVP)患者脑功能机制,研究人员对 22 名 CUVP 患者和 22 名健康对照进行静息态功能磁共振成像研究。结果发现患者存在异常神经网络和脑网络拓扑属性改变,这为理解 CUVP 病理机制提供了依据。
在人体的感觉系统中,前庭系统就像一个精密的平衡调节器,对维持清晰的视觉和稳定的姿势起着至关重要的作用。一旦前庭功能受损,就如同精密仪器出现故障,会引发一系列问题,慢性头晕或眩晕就是其中常见的症状。慢性单侧前庭病变(CUVP)作为慢性头晕 / 眩晕的常见病因之一,严重影响着患者的生活质量。然而,目前对于 CUVP 患者大脑功能的机制,科学界仍知之甚少。此前的研究大多聚焦于 CUVP 患者大脑的结构变化和局部功能活动,缺乏对全脑功能连接的深入分析,对于前庭、视觉和本体感觉系统之间的异常多感觉整合,以及脑干核团的变化探索不足。同时,也不清楚前庭功能降低是否会改变大脑信息传输的效率和特征。在这样的背景下,为了揭开 CUVP 患者大脑功能异常的神秘面纱,北京大学航天临床医学院等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。该研究成果发表在《Neurological Sciences》杂志上,为深入理解 CUVP 的病理机制带来了新的曙光。
研究人员采用了静息态功能磁共振成像(fMRI)技术,对 22 名 CUVP 患者和 22 名年龄、性别匹配的健康对照者进行扫描。同时,通过网络基础统计(NBS)分析来识别异常神经回路,运用图论分析(GTA)来揭示脑网络拓扑属性的变化,并进行相关性分析以探究脑网络变化与临床症状严重程度的关系。
在研究结果部分,首先是基线特征。44 名受试者中,CUVP 患者平均年龄 47.41±11.58 岁,9 男 13 女,患病时间中位数为 9 个月,前庭功能测试显示异常。健康对照组平均年龄 47.68±11.90 岁,与患者组无显著差异。
NBS 分析结果显示,CUVP 患者存在异常神经网络,关键节点包括顶岛前庭皮层(PIVC)、感觉运动皮层、枕叶视觉皮层、脑干和小脑。该网络包含 151 个节点和 327 条边,其中脑干与视觉网络连接最多。大脑干核的功能连接改变有脑干 - 视觉网络、脑干 - 感觉运动网络和脑干 - 扣带岛盖网络三种模式,以脑干 - 视觉网络变化最为显著。
图论分析结果表明,在全局属性方面,CUVP 患者的全局效率(Eglob)和局部效率(Eloc)显著低于健康对照组,特征路径长度(Lp)的 AUC 值显著更高,但小世界属性、 assortativity 系数、聚类系数(Cp)和模块化系数 AUC 值两组间无显著差异。在节点属性方面,8 个节点的节点效率降低,2 个节点的聚类系数降低,2 个节点的度中心性(DC)值降低,这些节点主要分布在视觉网络、额顶网络和感觉运动网络。
控制病变侧别影响后,NBS 分析仍显示患者存在异常神经网络,图论分析结果也与之前相似,表明这些变化并非由病变侧别引起。
相关性分析结果显示,NBS 分析确定的异常神经回路中有 47 条边与头晕残障量表(DHI)评分呈负相关,主要涉及脑干与感觉运动网络的连接。同时,CUVP 患者的 Eglob、Eloc与 DHI 评分呈负相关,Lp与 DHI 评分呈正相关,Cp与 DHI 评分及脑网络拓扑属性变化无显著相关性。
综合研究结论和讨论部分,该研究揭示了 CUVP 患者在脑干 / 小脑和皮层水平均存在多感觉整合异常和脑网络拓扑属性变化。这一发现表明,这些变化可能是 CUVP 患者前庭代偿不良的潜在神经基础。研究还发现,临床症状严重程度与脑网络重组后的信息传输效率更相关,而非外周前庭功能障碍程度。然而,该研究存在样本量较小、回顾性研究可能存在选择偏倚等局限性。未来需要更大样本量的前瞻性研究,同时在 fMRI 扫描时同步记录眼动,并且对比慢性前庭症状患者与中枢代偿良好且无症状患者的脑功能变化,以进一步深入研究。总的来说,这项研究为临床医生理解 CUVP 相关的病理生理机制提供了重要的参考,有助于推动相关领域的进一步研究和发展 。