內(nèi)側(cè)顳葉癲癇伴雙側(cè)海馬硬化的腦缺省模式網(wǎng)絡(luò)的改變

內(nèi)側(cè)顳葉癲癇伴雙側(cè)海馬硬化的腦缺省模式網(wǎng)絡(luò)的改變

0長期癲癇發(fā)作或腦功能損害內(nèi)插癲癇（mtle）是最常見的難治性癲癇，其特定的內(nèi)插癲癇癥狀非常穩(wěn)定。通常以精神癥狀或自主神經(jīng)攻擊和復(fù)雜部分性攻擊為主。長期癲癇發(fā)作會導(dǎo)致患者的個性改變和認知能力下降，這與癲癇活動對整個腦功能的損害有關(guān)。以前的腦電聯(lián)合功能磁共振成像(electroencephalographyfunctionalmagneticresonanceimaging,EEG-fMRI)研究認為,這可能與癲癇活動引起腦缺省模式網(wǎng)絡(luò)(defaultmodenetwork,DMN)功能的中斷有關(guān)。在本研究中,我們采用靜息狀態(tài)功能連接MRI技術(shù),對mTLE患者伴雙側(cè)海馬硬化的腦DMN進行觀察,從功能網(wǎng)絡(luò)連接的角度探討該類患者大腦功能的改變情況。1數(shù)據(jù)和方法1.1運動對象及分組28例雙側(cè)海馬硬化的mTLE患者均來自我院2005年至2007年門診及住院的癲癇患者,其中7例因檢查過程中頭動>1mm而被舍棄,參與數(shù)據(jù)分析的21例mTLE患者為mTLE組,年齡7～46歲,平均年齡26歲,男13例,女13例;病程1～31年,平均病程10年,其中18例有幼兒高熱驚厥史。根據(jù)國際抗癲癇聯(lián)盟2001年診斷標準進行癲癇發(fā)作類型及綜合征分型,癲癇發(fā)作為部分性(包括單純性和復(fù)雜性部分發(fā)作)發(fā)作者14例,全身性發(fā)作者僅2例,部分繼發(fā)全身發(fā)作或部分間或全身發(fā)作者5例。發(fā)作前后均有1種或數(shù)種典型的mTLE綜合征,如惡心、上腹不適等自主神經(jīng)性表現(xiàn),恐懼、似曾相識等精神癥狀,刻板動作、自動癥以及幻覺、言語紊亂等。海馬硬化的診斷標準采用吳建偉等國人海馬標準測量方法,左側(cè)海馬體積標準的下限<2.48cm3,右側(cè)<2.62cm3以及T2FLAIR像呈高信號表現(xiàn)者。為了歸一化及組分析,本組對象均為海馬硬化,而其他腦結(jié)構(gòu)無明顯異常。對照組為22例正常志愿者,為本院實習(xí)或進修生,年齡22-42歲,平均年齡25歲,男16例,女9例,均無神經(jīng)及精神疾患。各組受試者均以書面或口頭形式被告知本研究內(nèi)容,該研究經(jīng)本院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準通過。1.2學(xué)習(xí)方法1.2.1結(jié)構(gòu)像特征數(shù)據(jù)在GE-Singa1.5特斯拉超導(dǎo)磁共振儀下采集。受試者在安靜狀態(tài)下閉目平臥,盡量不做意向性思維。結(jié)構(gòu)像采用T1FLAIR序列,TR(重復(fù)時間)/TE(回波時間):2200/25ms,層厚/間距:4.0mm/0.5mm,平行于前后聯(lián)合軸位掃描,共23層(包括全腦)。功能像采用GRE-EPI序列,TR/TE:2000/40ms,翻轉(zhuǎn)角80°,定位同結(jié)構(gòu)像,共采集250個時間點,500s。1.2.2計算回歸因子。③單樣本腦DMN連接的計算:采用SPM軟件,將ROI信號的時間序列作為任務(wù)回歸因子,進行基于廣義線性模型的回歸計算,同時把掃描過程中6個頭動參數(shù)及全局效應(yīng)分別設(shè)置回歸因子,以去除其對結(jié)果的影響。最后采用t檢驗,觀察與ROI內(nèi)平均信號時間序列呈正相關(guān)或負相關(guān)的區(qū)域,得到個體腦DMN的統(tǒng)計參數(shù)圖。1.2.3腦dmn連接采用SPM2軟件進行二階組分析。①單樣本t檢驗:分別觀察各組樣本2個ROI的各自功能連接圖,采用聯(lián)合分析方法算出mTLE患者及正常人的腦DMN連接圖。②兩樣本t檢驗:分別計算出每個ROI兩組樣本功能連接差異的情況,再行聯(lián)合分析觀察mTLE患者與正常人比較腦DMN的改變。結(jié)果疊加在MNI152標準T1像上進行顯示。2結(jié)果2.1oi活動各分區(qū)各組受試者均可得到典型的腦DMN的統(tǒng)計參數(shù)圖,以P<0.05(錯誤發(fā)現(xiàn)率校正)閾值水平進行顯示。以暖色(紅色)表示與ROI活動正相關(guān)的腦區(qū),即腦DMN區(qū),呈對稱分布于PCC/楔前葉、腹側(cè)扣帶回前部/內(nèi)側(cè)前額葉、雙側(cè)角回、下顳葉、海馬旁回等典型的DMN腦區(qū)。負激活冷色(藍色)表示與ROI活動呈負相關(guān)的腦區(qū),即外在系統(tǒng)腦區(qū),主要對稱分布于外側(cè)額葉、頂下小葉和后頂葉、中顳葉、枕葉梭狀回以及島葉前部(表1,圖1,見后插頁)。由此可見,mTLE患者與正常人相比,較多腦區(qū)連接度下降。2.2mtle患者網(wǎng)絡(luò)連接能力各樣本組分析比較結(jié)果以P<0.01(未校正)閾值水平顯示(圖2,見后插頁),反映了mTLE組與對照組功能連接改變的情況,統(tǒng)計參數(shù)圖也以冷暖色表示,并分別具有不同的意義。暖色區(qū)包含2種成分:①內(nèi)在腦DMN中mTLE患者比正常人連接度增強,如部分PCC。②外在網(wǎng)絡(luò)中mTLE患者比正常人負向連接度減弱,如雙外側(cè)額下回區(qū)。同理,各樣本組分析的冷色區(qū)也有2種成分:①內(nèi)在腦DMN中,mTLE患者比正常人連接度下降的區(qū)域,包括大部分腦DMN,如腹側(cè)扣帶回前部、內(nèi)側(cè)前額葉、楔前葉及部分PCC、右側(cè)海馬等腦區(qū)。②外在網(wǎng)絡(luò)中mTLE患者比正常人負向連接度增強的區(qū)域,如額上回等。總之,與正常組比較,mTLE組連接度增強區(qū)域分布在以扣帶回前部為中心的腹側(cè)大腦,而連接度減弱的區(qū)域分布在以部分扣帶回后部為中心的背側(cè)大腦區(qū)域。見表1。3討論3.1功能網(wǎng)絡(luò)的觀點大腦以一定的同步相關(guān)性構(gòu)成多個低頻振蕩網(wǎng)絡(luò),在諸多低頻振蕩網(wǎng)絡(luò)中,以PCC和相鄰的楔前葉、腹側(cè)前扣帶回、內(nèi)側(cè)前額葉、角回以及顳葉等部位,以較強的相關(guān)性構(gòu)成一個腦DMN;該網(wǎng)絡(luò)是眾多大腦功能網(wǎng)絡(luò)的樞紐,與大部分正常腦功能如視、聽、軀體感覺、注意、認知功能網(wǎng)絡(luò)等呈負相關(guān),因此,腦DMN及與之呈負相關(guān)的眾多網(wǎng)絡(luò)又稱為大腦的內(nèi)在系統(tǒng)和外在系統(tǒng)。同時,DMN還表現(xiàn)為靜息時振蕩活動較強,而一旦執(zhí)行注意認知加工等外在任務(wù)時,則活動明顯減弱。這種現(xiàn)象已被大量的神經(jīng)成像如PET、fMRI和腦電實驗所證實?，F(xiàn)在認為,該網(wǎng)絡(luò)是大腦用來維持對內(nèi)外環(huán)境警覺監(jiān)測、自我認知評價等。許多腦異常狀態(tài),如阿爾茨海默病、兒童注意缺陷多動障礙、精神分裂癥患者的腦DMN發(fā)生改變。而在mTLE患者中,單純部分性癲癇發(fā)作常表現(xiàn)為精神癥狀,如記憶認知障礙、幻覺等,復(fù)雜部分性癲癇發(fā)作還伴有意識喪失,而長期的癲癇發(fā)作則引起患者認知功能的下降。這提示mTLE患者腦DMN及整體腦功能均可能發(fā)生改變。以往的研究也已發(fā)現(xiàn),在部分癲癇類型尤其是原發(fā)全身性癲癇中,發(fā)作間期癇樣放電(interictalepileptiformdischarges,IED)引起的負激活信號常分布于PCC等DMN腦區(qū),IED可引起腦DMN的中斷掛起,可能反映了癲癇長期發(fā)作引起腦高級認知功能受損的神經(jīng)機制。但這種基于廣義線性模型的負激活僅反映了腦DMN的代謝特性,而我們所采用的功能連接方法,從功能網(wǎng)絡(luò)的角度反映癲癇的腦功能改變。在內(nèi)在腦DMN中,PCC/楔前葉及腹側(cè)扣帶回前部/內(nèi)側(cè)前額葉是腦DMN重要節(jié)點部位,我們采用2個種子區(qū)做功能連接,可避免因種子區(qū)選擇的偏倚,更客觀地反映了腦DMN全貌。3.2mtle患者的神經(jīng)機制:腦dmn與對照組比較,mTLE組患者功能連接降低,反映了癲癇對神經(jīng)元功能同步性的影響。腦DMN大部分區(qū)域連接度降低,包括腹側(cè)扣帶回前部、內(nèi)側(cè)前額葉及楔前葉等部位。該結(jié)果與其他各種fMRI方法包括EEG-fMRI、低頻振幅等的結(jié)果一致。雖然這些方法各代表的意義不同,但均反映了癲癇尤其是mTLE腦DMN的抑制性改變。如前所述,雖然腦DMN是目前神經(jīng)影像研究的重點之一,但其機制還存在很多未知。根據(jù)目前研究結(jié)果認為,腦DMN至少具有3方面特性:①與任務(wù)相關(guān)的負激活(deactivation);②與外在腦區(qū)活動振幅呈此消彼長的負相關(guān);③與外在腦區(qū)呈負相關(guān)的低頻活動。該研究從第3條特性反映了癲癇腦DMN連接度的功能降低。在mTLE患者的DMN腦區(qū),以前額葉/PCC等部位連接度降低更明顯。腹側(cè)扣帶回前部負責(zé)綜合腦的高級認知和情感功能,而腹側(cè)扣帶回前部腦區(qū)則投射至邊緣葉以及伏隔核、下丘腦等部位,認為與腹側(cè)大腦的情感、植物性軀體感覺、自主神經(jīng)活動等潛意識的基礎(chǔ)功能有關(guān)。這更直接地反映了mTLE患者出現(xiàn)典型的精神人格異常的神經(jīng)機制。此外,可見mTLE患者海馬及腦干與腦DMN的功能連接度明顯降低,海馬在人正常高級認知如記憶功能處理中起著重要作用,同時也是作為mTLE中最主要的病理損傷區(qū),腦DMN連接度的下降反映了其正常生理功能的喪失。額上回是屬于外在系統(tǒng)的腦區(qū),表現(xiàn)為與腦DMN的負相關(guān)連接。但本研究顯示,mTLE患者額上回與腦DMN呈現(xiàn)一致的冷色(雖然根據(jù)功能連接的原理,兩者意義不一樣)。額上回的冷色反映與DMN腦區(qū)的負向連接增加。但在我們前期的振幅方法fMRI研究中,也發(fā)現(xiàn)額上回與DMN腦區(qū)呈一致性振幅降低。這種在mTLE患者中額上回與腦DMN一致變化的具體意義目前尚難理解。不過,與此相似的情況也出現(xiàn)在mTLE患者的正電子發(fā)射斷層成像/單光子發(fā)射斷層成像研究中,mTLE患者的前額葉(包括內(nèi)側(cè)前額葉和額上回)不但表現(xiàn)為癲癇發(fā)作間期PET的低代謝和SPECT的低灌注,還表現(xiàn)為發(fā)作期SPECT的低灌注。有人采用“外周抑制”的理論來解釋這種雙向低灌注,認為額葉等區(qū)域接受來自內(nèi)側(cè)顳葉抑制性神經(jīng)的傳導(dǎo)。癲癇活動使這種神經(jīng)元興奮,而造成下級神經(jīng)元廣泛的抑制,這也是mTLE患者認知等高級腦功能下降的原因之一。我們認為,這也可能是造成前額葉DMN連接度降低的機制之一。與腦DMN連接度增強的區(qū)域包括扣帶回后部和雙外側(cè)額下回?？蹘Щ睾蟛砍Ｅc楔前葉同時被認為是腦DMN的重要聯(lián)絡(luò)節(jié)點。但本研究發(fā)現(xiàn),mTLE患者僅楔前葉出現(xiàn)明顯連接度降低,而扣帶回后部連接度則增加。mTLE患者的改變模式也同樣出現(xiàn)在我們低頻振幅的研究中,扣帶回作為邊緣系統(tǒng)的一個重要結(jié)構(gòu),可能參與了癲癇活動的傳播。而額下回多出現(xiàn)于語言認知加工的fMRI研究中,與語義的加工有很大關(guān)系。本結(jié)果可能提示了mTLE患者有諸多高級腦功能區(qū)的受損。當前較多文獻采用EEG-fMRI的方法對癲癇腦DMN進行研究,認為全身發(fā)作性癲癇患者的IED更易導(dǎo)致DMN腦區(qū)的負激活,部分發(fā)作性癲癇患者中更多的以mTLE類型出現(xiàn)該現(xiàn)象。本研究