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为探究大脑调节膀胱功能区域间协作机制,研究人员利用 7T MRI 对健康男女进行静息态功能连接(rsFC)分析。结果发现,强烈排尿欲望状态下 rsFC 网络有显著变化,PMC 和小脑作用突出。该研究有助于理解膀胱神经控制,为相关疾病诊疗提供依据。
在人体泌尿系统中,膀胱的正常功能至关重要。它不仅负责尿液的储存,还掌控着尿液的适时排出。然而,目前人们对于大脑如何精确调控膀胱功能的了解还存在诸多空白。尽管现有的 “工作模型” 已识别出一些参与膀胱储存的脑区,如导水管周围灰质(PAG)、脑桥排尿中枢(PMC)和辅助运动区(SMA)等,但这些脑区之间协作的全貌仍不清晰。这就好比一个复杂的机器,虽然知道了部分零件的存在,却不清楚它们是如何协同工作的。为了填补这一知识缺口,深入探究大脑与膀胱之间的神经联系,研究人员开展了一项极具意义的研究。
该研究由一个未知研究机构的研究人员进行,其成果发表在《Continence》杂志上。研究人员通过对健康男性和女性的研究,分析了在控制状态和强烈排尿欲望状态下,大脑、脑干和小脑区域的静息态功能连接(rsFC)网络变化。研究发现,在强烈排尿欲望状态下,rsFC 网络存在显著变化,平均 rsFC 高于控制状态,PMC 和小脑与 19 个感兴趣区域(ROIs)平均度的显著增加有关。这一发现意义重大,它为我们理解大脑对膀胱功能的调控机制提供了新的视角,有助于开发更精准的诊断和治疗方法,以应对下尿路(LUT)相关的神经系统功能障碍。
研究人员开展此项研究时,运用了多种关键技术方法。首先,利用西门子 MAGNETOM Terra 7 - Tesla MRI 扫描仪进行图像采集,让受试者在扫描前适量饮水并排空膀胱,分别获取控制状态和强烈排尿欲望状态下的静息态功能磁共振成像(fMRI)数据。其次,基于以往研究确定 19 个 ROIs,运用 CONN/SPM 框架对 fMRI 数据进行预处理,并计算各 ROI 间的 rsFC。最后,通过 t 检验和 Bonferroni 校正进行统计分析,以评估不同状态下网络级统计和个体 rsFC 值的差异。
下面来看具体的研究结果:
- 成对 rsFC 值:
- 控制与强烈排尿欲望状态对比(男女合并):尽管强烈排尿欲望时总体 rsFC 增加,但经 Bonferroni 校正后,个体 rsFC 值变化均不显著。其中,额下回(IFG)与丘脑之间的 rsFC 增加最为明显,但仍未达到统计学显著水平。而且,rsFC 与 ROIs 间距离存在明显相关性,仅考虑个体 rsFC 时,变化较为微弱。
- 男性与女性在强烈排尿欲望状态下对比:未发现男性和女性在强烈排尿欲望状态下个体 rsFC 存在显著差异。
- 网络级统计:
- 控制与强烈排尿欲望状态对比(男女合并):强烈排尿欲望状态下,rsFC 网络的平均度和平均边权重显著高于控制状态。PMC 1 和小脑 2 是平均度变化的最大贡献者。而平均特征向量中心性和平均聚类系数的差异不显著。
- 男性与女性在强烈排尿欲望状态下对比:男性和女性在强烈排尿欲望状态下,网络级统计未发现显著差异。
在研究结论和讨论部分,研究表明所选 ROIs 在识别强烈排尿欲望的静息状态方面具有足够信息,网络级统计视角比传统成对 rsFC 更具价值。小脑在膀胱控制中的作用得到进一步证实,但其具体功能和作用途径仍需更多研究探索。PMC 与其他脑区连接性的增加符合当前理论,即高级脑区通过 PAG 抑制 PMC。由于功能连接分析的局限性,该研究未能确定导致 rsFC 网络变化的具体 ROI 对。未来研究可通过调整假设或增加样本量来解决这一问题。此外,对这些脑区协调和网络相互作用变化的深入理解,有助于更好地对 LUT 功能障碍患者进行表型分析,评估现有治疗方法对神经回路的影响,并为开发新的治疗方案提供方向,如寻找无创脑刺激的靶点。这项研究为膀胱功能相关的神经科学研究和临床应用开辟了新的道路,具有重要的理论和实践意义。