早期帕金森患者触觉功能损伤机制的神经影像学研究

发布时间：2020-05-25 20:02

【摘要】：研究目的：帕金森病(PD)是一种常见的神经退行性疾病,以静止性震颤、运动迟缓和肌强直等运动症状为主要临床表现。目前的研究已经证实,PD绝非是单纯的运动障碍性疾病,其累及感觉、认知等多个不同的系统,引起一系列复杂的临床症状,而触觉感知辨别功能的障碍是其中重要的一个方面。先前的神经电生理和脑成像的研究均表明,这种障碍来源于触觉信息在脑内处理整合过程中的异常,并且发现了PD患者在感知触觉刺激时存在脑区激活的改变。然而,上述研究大多针对中晚期的PD患者,而对于相对更具有临床意义的早期患者是否同样存在触觉的脑功能缺陷目前并不清楚。再者,之前对PD的脑功能成像研究仅仅停留在激活图的水平,而存在激活异常的脑区究竟有什么样的意义,他们之间又是如何相互关联,从而完成脑功能网络的重组及触觉信息的重新整合,仍是值得探讨的问题。此外,功能学与形态学之间往往紧密关联,而早期PD患者发生功能改变的脑区是否具有形态学的基础,患者又是否存在脑结构的改变也不清楚。本研究将着力解决以上问题。研究方法：本研究共招募21名早期PD患者(Hoehn Yahr分期1-2期)和22名年龄、性别相匹配的正常人,所有受试者均签署书面知情同意书。所有患者接受统一帕金森评定量表(UPDRS)和简易智能评定量表(MMSE)评分,并且扫描前停药12小时以上。数据获取包括三部分,首先采集常规结构像(T1WI和T2WI),并在常规像上排除隐匿性神经系统疾病；接着进行功能像扫描(BOLD),任务使用block设计,连续采集被动触觉刺激和无任务状态下受试者功能磁共振(fMRI)图像；最后采集受试者高分辨3D结构像。数据处理使用脑图像处理软件SPM,包括功能像处理和3D结构像处理两部分。功能像处理如下：首先基于一般线形模型和随机效应模型,分别获取触觉刺激状态下两组受试者组内和组间的脑激活图；接着将两组间存在激活差异的脑区作为感兴趣区(ROI),做ROI信号变化率与UPDRS评分间的相关分析；最后将各ROI作为脑网络模型中的节点,做基于图论的脑功能连接分析,计算出PD患者较正常人功能连接度(Г)发生变化的脑区和连接强度(z)发生改变的脑区间连接,并进一步探求其与UPDRS评分间的相关性。3D结构像处理如下：利用基于体素的形态学分析(VBM)的方法,对所有受试者的图像进行分割和配准,并使用两样本t检验比较PD患者较正常人脑灰质体积发生改变的区域。研究结果：触觉刺激状态下PD患者较正常对照组激活降低的脑区包括双侧初级感觉区,刺激同侧辅助运动区(SMA),同侧运动前区(PMC)和同侧中央旁小叶。反之,PD患者较正常对照组激活增加的脑区包括双侧背外侧前额叶(DLPFC),双侧小脑前叶(ACb),双侧小脑后叶,双侧海马旁回,刺激对侧额下回(IFG),对侧额中回,对侧尾状核(CN)和对侧豆状核(LN)。其中,SMA的BOLD信号变化率与患者的UPDRS评分呈现负相关(r=-0.48,p0.05)；SMA的功能连接度Г在PD病人中存在显著降低(p=0.032),并且该值与UPDRS评分呈现显著负相关(r=-0.57,p0.01)。在本研究所有可能的网络连接中,有1条连接的z值在PD病人中显著下降,即右侧SMA-右侧PMCp0.001)。有4条连接的z值在PD病人中显著增高,包括左侧IFG-左侧DLPFC(p=0.003),左侧DLPFC-右侧ACb(p=0.004),左侧IFG-左侧CN(P=0.001),右侧ACb-左侧LN(P=0.002)。PD患者较正常受试者存在两处脑灰质体积明显降低的区域,即右侧颞下回及左侧ACb。研究结论：本研究表明,早期PD患者在感知触觉刺激的过程中不仅存在着脑激活的改变,而且存在着脑功能连接的改变,并且发生改变的脑区涉及感觉运动区、前额叶、纹状体和小脑。其中,变化最显著的区域是辅助运动区,该区在患者执行触觉刺激任务时激活强度及功能连接度较正常人显著降低,并且降低程度与患者的病情严重程度呈现明显相关性。此外,本研究也提示早期PD患者在执行触觉感知功能的过程中很可能存在着神经学上的代偿,该代偿机制涉及纹体-前额叶环路及小脑-前额叶环路的功能变化。最后,脑结构的分析结果也表明,早期PD患者存在脑皮层灰质体积的降低，降低的脑区包括颞叶和小脑。
【图文】：

实验任务,任务设计,刺激物

实验任务设计

触觉,学位,组内,正常人

触觉刺激状态下PD和正常人的组内激活图切<0.05，，FwE校正，体素>10)
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：R445.2;R742.5

【参考文献】