基于磁共振的肌萎縮側(cè)索硬化癥患者有效連接分析.pdf

1、近年來(lái)，我們利用功能磁共振成像技術(shù)可以實(shí)時(shí)對(duì)大腦神經(jīng)活動(dòng)進(jìn)行研究，極大的加深了我們對(duì)大腦的認(rèn)識(shí)。功能磁共振成像技術(shù)，為闡明腦區(qū)之間的有效連接信息奠定了基礎(chǔ)。而動(dòng)態(tài)因果模型，為評(píng)估大腦的有效連接提供了直接、有效的方法。通過(guò)進(jìn)行功能磁共振的大腦有效連接分析，人們對(duì)探索大腦認(rèn)知活動(dòng)的神經(jīng)關(guān)聯(lián)和腦網(wǎng)絡(luò)的研究獲得了全新的思路，對(duì)各種神經(jīng)精神疾病的病理機(jī)制的研究取得了突破性的進(jìn)展。
　　肌萎縮側(cè)索硬化癥是一種運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元受損的致命性、進(jìn)行性神經(jīng)

2、退化的疾病，以肌肉逐漸無(wú)力和退縮為主要臨床表現(xiàn)。盡管有許多研究已經(jīng)報(bào)道了肌萎縮側(cè)索硬化患者的感覺運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的一些腦區(qū)存在異常，且與其發(fā)病機(jī)制存在一定的關(guān)系，但是對(duì)該網(wǎng)絡(luò)的因果關(guān)系仍不清楚。雖然長(zhǎng)期以來(lái)肌萎縮側(cè)索硬化癥被大家公認(rèn)為是一種運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的疾病，但這種神經(jīng)疾病的臨床表現(xiàn)并不局限于運(yùn)動(dòng)損傷，已經(jīng)有功能和結(jié)構(gòu)的研究證明其默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)中的幾個(gè)腦區(qū)存在顯著異常，表明默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的功能障礙可能是肌萎縮側(cè)索硬化癥患者的共同特征，并且該網(wǎng)絡(luò)可能是導(dǎo)致該疾

3、病出現(xiàn)的非運(yùn)動(dòng)癥狀的原因。本文的內(nèi)容包括以下兩個(gè)方面：
　　1、應(yīng)用譜動(dòng)態(tài)因果模型評(píng)估肌萎縮側(cè)索硬化癥患者組和健康控制組在感覺運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的因果關(guān)系。首先利用獨(dú)立成分分析分別提取這兩組的感覺運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)；然后通過(guò)組間比較，將感覺運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中有差異的腦區(qū)作為感興趣區(qū)，即：左側(cè)初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層、左側(cè)初級(jí)體感皮層及右側(cè)輔助運(yùn)動(dòng)皮層；最后應(yīng)用譜動(dòng)態(tài)因果模型分別對(duì)這兩組的感覺運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建有效連接。結(jié)果表明，與控制組相比，疾病組中左側(cè)初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層與右側(cè)輔助

4、運(yùn)動(dòng)皮層間的閉環(huán)回路消失，以及從右側(cè)輔助運(yùn)動(dòng)皮層到左側(cè)初級(jí)體感皮層的映射缺失。這些結(jié)果可能反映了運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元損失對(duì)肌萎縮側(cè)索硬化癥運(yùn)動(dòng)功能的影響，并對(duì)肌萎縮側(cè)索硬化癥感覺運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的破壞提供合理的解釋?？傊?，我們的研究闡明了一種可以解釋肌萎縮側(cè)索硬化癥患者功能受損的感覺運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)生物學(xué)模型，以及對(duì)此疾病的病理生理學(xué)提供更加深入的理解。
　　2、利用譜動(dòng)態(tài)因果模型，本研究旨在對(duì)肌萎縮側(cè)索硬化癥患者的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效連接分析。采用獨(dú)立

5、成分分析提取默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)成分（即：內(nèi)側(cè)前額葉皮層、楔前葉/后扣帶皮層、雙側(cè)頂下小葉）。分別評(píng)估了疾病組和控制組的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)有效連接后，比較組間有效連接的差異，并將疾病組中默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的有效連接強(qiáng)度分別與一些臨床疾病指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析，以檢驗(yàn)其有效連接和臨床疾病指標(biāo)的相關(guān)性。本研究發(fā)現(xiàn)，與控制組相比，疾病組從楔前葉／后扣帶皮層到內(nèi)側(cè)前額葉皮層連接顯著增強(qiáng)，同時(shí)患者組從右側(cè)頂下小葉到左側(cè)頂下小葉的連接強(qiáng)度與肌萎縮側(cè)索硬化癥功能評(píng)定量表（ALSFRS-R

6、）分?jǐn)?shù)成負(fù)相關(guān)。這些發(fā)現(xiàn)表明默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的因果關(guān)系提供了一種表示局部抑制中間神經(jīng)元功能的下降和對(duì)大腦結(jié)構(gòu)損傷的補(bǔ)償?shù)拇竽X機(jī)制。因此，我們的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)異常的有效連接可能作為肌萎縮側(cè)索硬化癥的敏感標(biāo)記物，可能具有潛在的臨床價(jià)值，同時(shí)對(duì)此疾病的非運(yùn)動(dòng)癥狀的神經(jīng)機(jī)制提供新見解。
　　因此，本文分別對(duì)肌萎縮側(cè)索硬化癥患者的感覺運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)中腦區(qū)間的因果關(guān)系進(jìn)行研究，探索相關(guān)腦區(qū)間的交互機(jī)制，并對(duì)這種疾病的病理生理學(xué)提供可能更加深入、