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胎儿酒精谱系障碍(FASD)影响认知与生活。研究人员开展对 FASD 患者丘脑核体积 20 年纵向研究。结果发现患者丘脑核体积存在稳定缺陷,但未加速衰老。该研究揭示了 FASD 相关脑结构变化,意义重大。
在医学研究的神秘领域中,胎儿酒精谱系障碍(Fetal Alcohol Spectrum Disorders,FASD)就像一个隐匿的 “健康杀手”,默默影响着无数孩子的未来。FASD 是导致认知障碍和功能残疾的重要可预防因素,约 5% 的美国一年级儿童被确诊。它源于胎儿早期中枢神经系统发育时受到酒精的侵害,带来的影响是持久且深远的,严重限制了患者在教育、就业、独立生活等方面的发展。
一直以来,关于 FASD 患者大脑结构的研究备受关注。其中,丘脑这个位于大脑中线位置的重要结构,因其包含众多核团,且与多种功能相关,成为研究焦点。然而,此前的研究存在诸多争议。一方面,对于丘脑体积的研究,不同研究结果差异很大,有的发现即使校正颅内体积(Intracranial Volume,ICV)后,丘脑体积仍存在缺陷;而有的研究则表明 ICV 校正会显著减弱甚至消除这种体积缺陷。另一方面,由于丘脑结构复杂,以往大多研究只是针对整个丘脑进行测量,忽略了丘脑核团可能受到的不同影响。同时,关于产前酒精暴露(Prenatal Alcohol Exposure,PAE)对丘脑区域是否存在不同的衰老影响,也缺乏长期的研究证据。
为了揭开这些谜团,来自美国华盛顿大学的研究人员开展了一项意义非凡的研究。他们收集了两组间隔约 20 年的磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)数据,涉及对照组、胎儿酒精综合征(Fetal Alcohol Syndrome,FAS)患者组以及有重度产前酒精暴露但无畸形的个体(Fetal Alcohol Exposure,FAE)组。研究人员将丘脑细分为 10 个核团,并进一步整合为 4 个区域进行研究,旨在验证三个重要假设:一是在首次 MRI(MRI1)时,FAS 和 FAE 组相对对照组存在丘脑区域体积缺陷,且 FAS 组缺陷更严重;二是在第二次 MRI(MRI2)时,三组均出现体积下降,且保持与 MRI1 相同的梯度差异;三是 FAS 和 FAE 组相对对照组,体积缺陷暗示着更快的衰老。
这项研究成果发表在《Biological Psychiatry: Cognitive Neuroscience and Neuroimaging》杂志上,具有重要的意义。它为深入了解 FASD 患者大脑结构变化提供了长期的、详细的数据支持,有助于揭示 FASD 相关神经机制,为后续的干预和治疗研究奠定了坚实基础。
研究人员在开展研究时,采用了以下几个主要关键技术方法:首先,收集了两组间隔 20 年的 MRI 数据,其中 MRI1 数据在 1997 - 2000 年收集,MRI2 数据在 2018 - 2021 年收集;其次,运用分析算法对标准 T1 加权 MRI 数据进行后处理,实现对丘脑区域和核团的可靠测量;最后,通过线性模型(lm)分析,控制年龄和性别因素,对比不同组间的 ICV、丘脑区域体积和核团体积差异。
研究结果
- 横断面比较(MRI1):通过 lm 分析发现,三组间 ICV 存在阶梯式体积缺陷,FAE 组小于对照组,FAS 组小于 FAE 组。性别因素对结果有显著影响,反映出与性别相关的身体大小差异。在丘脑区域体积方面,未校正 ICV 时,对照组、FAE 组和 FAS 组在总丘脑体积以及前、腹侧区域存在阶梯式差异,即对照组 > FAE 组 > FAS 组。校正 ICV 后,前、腹侧区域体积较小的情况依然存在,但 FAE 组和 FAS 组之间的差异有所减弱。
- 丘脑核团体积:即使控制 ICV 后,酒精暴露组(FAS 和 FAE 组)的核团体积仍选择性小于对照组。这表明产前酒精暴露对丘脑核团体积的影响具有特异性,即使考虑个体大脑整体大小差异,这种影响依然存在。
- 纵向研究(MRI2):从 MRI1 到 MRI2 的 20 年间,丘脑体积通常随时间下降,且三组仍保持与 MRI1 时相似的阶梯式体积差异。但并没有证据表明 FAS 或 FAE 组丘脑体积存在加速下降的情况,即三组的衰老模式相似。
研究结论与讨论
该研究通过 20 年的纵向分析,独特地测量了丘脑区域体积,揭示了 FAS 和 FAE 组丘脑核团体积存在稳定的缺陷。尽管随着年龄增长,所有组的丘脑体积都在下降,但 FAS 和 FAE 组并没有出现加速下降或改善的情况,其衰老模式与对照组一致。同时,ICV 校正后,发现前、腹侧丘脑核团存在持久的体积缺陷,这与其他丘脑核团和大脑皮质结构的变化模式不同。这一研究结果不仅加深了我们对 FASD 患者大脑结构变化的理解,也为进一步研究 FASD 的神经机制提供了重要线索,对于未来开发针对性的干预措施具有重要的指导意义。