廖鑫鑫,沈 璐
(中南大學(xué)湘雅醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,湖南 長(zhǎng)沙 410008)
帕金森?。≒arkinson’s disease,PD)是一種常見(jiàn)的神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病,其主要病理改變?yōu)楹谫|(zhì)多巴胺(Dopamine,DA)能神經(jīng)元變性缺失,致使紋狀體(殼核及尾狀核)多巴胺水平下降,從而導(dǎo)致基底節(jié)-丘腦-皮層環(huán)路功能異常。臨床上以靜止性震顫、運(yùn)動(dòng)遲緩、肌強(qiáng)直和姿勢(shì)步態(tài)異常為主要特征。目前存在于PD診療中的一個(gè)重要問(wèn)題是尚無(wú)有效的臨床客觀(guān)診斷和病程監(jiān)測(cè)的方法。普通CT和MRI主要為結(jié)構(gòu)成像,在帕金森病的診斷中應(yīng)用有限;SPECT/CT、PET/CT可選擇性地對(duì)多巴胺受體、多巴胺轉(zhuǎn)運(yùn)體進(jìn)行顯像,也可進(jìn)行腦血流灌注及葡萄糖代謝顯像,被認(rèn)為是檢測(cè)PD最為有效的影像學(xué)手段之一,但由于制備配體困難,費(fèi)用昂貴,臨床應(yīng)用有限;血氧水平依賴(lài)(BOLD)的功能磁共振成像(fMRI)技術(shù)把神經(jīng)元活動(dòng)和高分辨率磁共振成像技術(shù)完美結(jié)合起來(lái),能夠無(wú)創(chuàng)地對(duì)神經(jīng)元活動(dòng)進(jìn)行比較準(zhǔn)確的定位,并且具有較高的空間分辨率和時(shí)間分辨率,以及較好的可重復(fù)性和可行性,已經(jīng)成為神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域里一種嶄新的研究手段。
BOLD-fMRI技術(shù)是指應(yīng)用內(nèi)源性血紅蛋白作為對(duì)比劑,通過(guò)血氧飽和度的對(duì)比變化來(lái)實(shí)現(xiàn)成像。fMRI可在無(wú)創(chuàng)條件下對(duì)人腦進(jìn)行功能分析,其時(shí)間及空間分辨率較高,一次成像可同時(shí)獲得解剖與功能影像。BOLD的基本原理是:當(dāng)腦功能區(qū)受到諸如視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、運(yùn)動(dòng)或感覺(jué)等刺激,局部神經(jīng)元活動(dòng)增強(qiáng)時(shí),其鄰近血管床的血流量和血容量增加,導(dǎo)致該區(qū)域局部氧合血紅蛋白含量增加,而增加的氧合血紅蛋白量實(shí)際上多于神經(jīng)元代謝所需氧合血紅蛋白量。因此,在神經(jīng)元活動(dòng)區(qū)毛細(xì)血管床和靜脈血中氧合血紅蛋白的含量多于非活動(dòng)區(qū),即活動(dòng)區(qū)毛細(xì)血管床和靜脈血中的脫氧血紅蛋白的含量少于非活動(dòng)區(qū),而脫氧血紅蛋白是一種順磁性物質(zhì),當(dāng)大腦活動(dòng)時(shí)脫氧血紅蛋白減少,使局部腦組織T2時(shí)間延長(zhǎng),信號(hào)強(qiáng)度增加,從而獲得激活腦區(qū)的數(shù)據(jù)及影像。
目前常用的BOLD-fMRI成像技術(shù)有兩種,一種是基于任務(wù)刺激的BOLD-fMRI技術(shù),觀(guān)測(cè)受試者進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或認(rèn)知等任務(wù)時(shí)實(shí)驗(yàn)組與正常對(duì)照之間中樞神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng)差異,用以研究患者特定癥狀與腦功能變化之間的關(guān)系;另一種為靜息態(tài)腦功能磁共振成像技術(shù)(RS-fMRI),檢測(cè)大腦神經(jīng)元的自發(fā)活動(dòng)異常,無(wú)需設(shè)計(jì)特殊的任務(wù)刺激,可以減少影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素。以上兩種技術(shù)目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到帕金森病運(yùn)動(dòng)癥狀、認(rèn)知障礙,以及靜息狀態(tài)的研究當(dāng)中。
帕金森病的運(yùn)動(dòng)癥狀主要表現(xiàn)為靜止性震顫、運(yùn)動(dòng)遲緩、肌強(qiáng)直和姿勢(shì)步態(tài)異常。在一系列帕金森病運(yùn)動(dòng)功能障礙的研究中,研究者發(fā)現(xiàn)在執(zhí)行一些運(yùn)動(dòng)任務(wù)時(shí),PD患者與健康對(duì)照的完成情況并無(wú)明顯差異,這不禁引發(fā)了人們對(duì)于帕金森病運(yùn)動(dòng)功能補(bǔ)償機(jī)制的猜想與探索。Mallol等[1]研究發(fā)現(xiàn),單手執(zhí)行序列運(yùn)動(dòng)可激活正常對(duì)照額葉-紋狀體運(yùn)動(dòng)通路的眾多腦區(qū),包括雙側(cè)運(yùn)動(dòng)皮層、前運(yùn)動(dòng)皮層、頂葉、殼核以及蒼白球,但未服用藥物的PD患者額葉-紋狀體通路興奮性相對(duì)較低,而前運(yùn)動(dòng)皮層側(cè)部和丘腦興奮性相對(duì)增高,回歸分析表明PD患者的帕金森病統(tǒng)一評(píng)分量表(Unified Parkinson’s disease rating scale,UPDRS)運(yùn)動(dòng)功能評(píng)分與身體同側(cè)丘腦的興奮性成正相關(guān)。這一研究證實(shí),完成序列運(yùn)動(dòng)需要額葉-紋狀體運(yùn)動(dòng)通路的參與,PD患者這一通路興奮性受損,通過(guò)調(diào)整前運(yùn)動(dòng)皮層外側(cè)部和丘腦的興奮來(lái)代償其功能。Haslinger等[2]觀(guān)察隨意運(yùn)動(dòng)下PD患者服用左旋多巴前后大腦皮質(zhì)的功能變化,結(jié)果發(fā)現(xiàn):與健康人相比,PD患者輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)出現(xiàn)興奮性減弱,而第一運(yùn)動(dòng)區(qū)與前運(yùn)動(dòng)皮層外側(cè)部出現(xiàn)興奮性增強(qiáng),服用左旋多巴可以改善患者輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)的興奮性,同時(shí)削弱第一運(yùn)動(dòng)區(qū)與前運(yùn)動(dòng)皮層外側(cè)部的功能亢進(jìn),反之也說(shuō)明這種代償機(jī)制的存在。另外,Sternad等[3]研究PD患者和健康對(duì)照?qǐng)?zhí)行拇指節(jié)奏按壓運(yùn)動(dòng)的大腦fMRI信號(hào)改變后發(fā)現(xiàn):PD患者和健康人相比,對(duì)側(cè)殼核興奮性降低,雙側(cè)小腦、對(duì)側(cè)運(yùn)動(dòng)皮層興奮性增高;而運(yùn)動(dòng)皮層區(qū)BOLD信號(hào)與殼核區(qū)BOLD信號(hào)無(wú)相關(guān)性聯(lián)系,所以尚沒(méi)有足夠證據(jù)支持運(yùn)動(dòng)皮層的興奮性增高是對(duì)基底節(jié)功能的代償;肢體同側(cè)小腦BOLD信號(hào)與對(duì)側(cè)殼核區(qū)BOLD信號(hào)呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系,表明肢體同側(cè)小腦興奮性增高可能是對(duì)基底節(jié)功能降低的一種代償。與此同時(shí),Cerasa等[4]也在研究中發(fā)現(xiàn)PD患者在執(zhí)行內(nèi)部指導(dǎo)性運(yùn)動(dòng)任務(wù)時(shí),丘腦和小腦較正常對(duì)照興奮性增高的現(xiàn)象,推測(cè)其通過(guò)募集小腦-丘腦運(yùn)動(dòng)通路,對(duì)運(yùn)動(dòng)功能進(jìn)行代償。
由此可見(jiàn),帕金森患者為了維持機(jī)體正常的運(yùn)動(dòng)功能,會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的代償機(jī)制,如通過(guò)募集小腦運(yùn)動(dòng)通路彌補(bǔ)其額葉-紋狀體運(yùn)動(dòng)通路的功能等。然而由于大腦網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜、實(shí)驗(yàn)中運(yùn)動(dòng)任務(wù)設(shè)計(jì)的局限性以及受試者病程差異等諸多因素,目前對(duì)于PD患者大腦的代償機(jī)制尚未完全闡明。
Hoshiyama等[5]發(fā)現(xiàn),帕金森患者在患病早期,即表現(xiàn)出運(yùn)動(dòng)自動(dòng)化這一功能下降。所謂運(yùn)動(dòng)自動(dòng)化,是指自動(dòng)地、無(wú)需集中注意力地去執(zhí)行一些簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)任務(wù)。健康人經(jīng)過(guò)反復(fù)訓(xùn)練,甚至可將一些復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)任務(wù)轉(zhuǎn)化為自動(dòng)化運(yùn)動(dòng),而帕金森患者這一能力明顯低于常人。Wu等[6-7]針對(duì)帕金森患者的這一特征,設(shè)計(jì)了手指按壓任務(wù),觀(guān)察患者在學(xué)習(xí)新任務(wù)并將其轉(zhuǎn)化為自動(dòng)化任務(wù)這兩個(gè)相繼過(guò)程中,大腦各區(qū)BOLD信號(hào)的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)正常人學(xué)習(xí)新任務(wù)并將之自動(dòng)化的過(guò)程伴隨著多個(gè)腦區(qū)的興奮性降低;與之相反,PD患者在這一過(guò)程中,小腦、前運(yùn)動(dòng)區(qū)、頂葉始終保持較高的興奮性;功能連接分析發(fā)現(xiàn),運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)化過(guò)程,是大腦網(wǎng)絡(luò)建立功能連接的過(guò)程,在這一過(guò)程中,健康人和PD患者都表現(xiàn)出輔助運(yùn)動(dòng)前區(qū)、扣帶回運(yùn)動(dòng)區(qū)及小腦三者與整個(gè)腦網(wǎng)絡(luò)之間的功能連接增強(qiáng),但健康人這一功能連接增強(qiáng)更為顯著。以上結(jié)果在某種程度上證實(shí)了前人的推論:小腦具有學(xué)習(xí)新動(dòng)作并將其轉(zhuǎn)化為自動(dòng)運(yùn)動(dòng)的功能,輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)前部、扣帶回運(yùn)動(dòng)區(qū)在運(yùn)動(dòng)的計(jì)劃與執(zhí)行中起到重要作用,這三者的功能連接增強(qiáng)說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)連接在運(yùn)動(dòng)自動(dòng)化的過(guò)程中起到至關(guān)重要的作用。運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)功能連接增強(qiáng)與網(wǎng)絡(luò)中某些腦區(qū)興奮性增高是兩個(gè)獨(dú)立的過(guò)程,運(yùn)動(dòng)自動(dòng)化的形成過(guò)程與運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的功能連接增強(qiáng)有關(guān),而與腦區(qū)的興奮性無(wú)關(guān)。除此之外,在實(shí)驗(yàn)中,健康人還表現(xiàn)出殼核與皮層網(wǎng)絡(luò)的功能連接增強(qiáng),說(shuō)明運(yùn)動(dòng)自動(dòng)化過(guò)程還與皮層-紋狀體環(huán)路有關(guān),帕金森患者這一環(huán)路異常,所以難以將復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過(guò)程轉(zhuǎn)化為自動(dòng)化過(guò)程。
在對(duì)帕金森病運(yùn)動(dòng)癥狀的深入研究中人們發(fā)現(xiàn),部分患者主要表現(xiàn)為肌張力增高和運(yùn)動(dòng)遲緩,不伴靜止性震顫或者該癥狀相對(duì)較輕;而另一部分患者的運(yùn)動(dòng)癥狀正好與此相反,以靜止性震顫為主。一直以來(lái),人們認(rèn)為紋狀體-丘腦-皮層環(huán)路功能紊亂與運(yùn)動(dòng)遲緩、肌強(qiáng)直的發(fā)生關(guān)系密切,但靜止性震顫的原因尚未闡明。Lewis等[8]針對(duì)這一現(xiàn)象,將研究對(duì)象分為以震顫為主要癥狀的PD患者、以肌強(qiáng)直為主要癥狀的PD患者和正常對(duì)照,比較這三組受試者進(jìn)行單手拇指節(jié)奏按壓運(yùn)動(dòng)的fMRI圖像,結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩組帕金森患者與正常對(duì)照相比,小腦-丘腦-皮層環(huán)路(Cerebello-thalamo-cortical,CTC) 和紋狀體-丘腦-皮層環(huán)路(Striatal-thalamo-cortical,STC)的興奮性都有顯著增高,這一發(fā)現(xiàn)與上述對(duì)于帕金森病運(yùn)動(dòng)功能補(bǔ)償機(jī)制的研究結(jié)果相符;而兩組帕金森患者之間進(jìn)行比較,以運(yùn)動(dòng)遲緩為主的患者,運(yùn)動(dòng)肢體同側(cè)STC環(huán)路和CTC環(huán)路的興奮性較以震顫為主的患者明顯增高,在一定程度上證實(shí)了STC環(huán)路和CTC環(huán)路對(duì)帕金森患者運(yùn)動(dòng)癥狀的影響具有不同側(cè)重這一猜想,但是這一現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)制尚不明確。臨床觀(guān)察中我們發(fā)現(xiàn),多巴胺對(duì)于運(yùn)動(dòng)遲緩和肌張力增高的治療效果較好,但對(duì)于震顫的調(diào)節(jié)并不明顯,在接下來(lái)的研究中,可以針對(duì)多巴胺的調(diào)節(jié)作用,觀(guān)察藥物對(duì)以上兩個(gè)環(huán)路的影響,深入研究這一臨床異質(zhì)性的病理生理機(jī)制。
雖然帕金森病是一種主要表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)障礙的退行性疾病,但部分早期PD患者即可存在認(rèn)知功能缺陷,表現(xiàn)出與額葉損傷相似的特征,如執(zhí)行功能受損。最終有40%~78%的患者可發(fā)展為PD癡呆,其危險(xiǎn)性為非PD患者的6倍[9]。這種認(rèn)知功能障礙發(fā)生的異質(zhì)性以及其病理生理機(jī)制,一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn)。
Owen等[10]通過(guò)工作記憶任務(wù)刺激的fMRI研究發(fā)現(xiàn),存在認(rèn)知功能障礙的PD患者大腦前額葉皮質(zhì)和紋狀體的興奮性下降,這說(shuō)明PD的認(rèn)知功能改變與運(yùn)動(dòng)癥狀發(fā)生的病理基礎(chǔ)有一定的相關(guān)性,并非互相獨(dú)立。
威斯康辛卡片分類(lèi)試驗(yàn)(WCST)是研究大腦執(zhí)行功能的經(jīng)典試驗(yàn),Monchi等[11]利用fMRI研究健康人完成WCST試驗(yàn)的腦結(jié)構(gòu)功能基礎(chǔ),發(fā)現(xiàn)了兩條相互獨(dú)立的環(huán)路。一條環(huán)路是額葉-紋狀體認(rèn)知環(huán)路,在執(zhí)行規(guī)則轉(zhuǎn)換的過(guò)程中被激活,包含前額葉皮質(zhì)和尾狀核;另一條環(huán)路是額葉-紋狀體運(yùn)動(dòng)通路,包括前運(yùn)動(dòng)皮層以及殼核,主要參與規(guī)則的執(zhí)行過(guò)程。研究發(fā)現(xiàn),PD患者在完成此實(shí)驗(yàn)時(shí)表現(xiàn)出與健康人不同的腦區(qū)激活模式,即在運(yùn)動(dòng)環(huán)路被激活時(shí),前運(yùn)動(dòng)皮層的興奮性卻降低;而當(dāng)認(rèn)知環(huán)路工作時(shí),前額葉皮質(zhì)腹外側(cè)部卻表現(xiàn)出較低的興奮活性,這說(shuō)明PD患者負(fù)責(zé)執(zhí)行功能的運(yùn)動(dòng)環(huán)路和認(rèn)知環(huán)路均有一定程度的受損。并且,左旋多巴可以改善這一過(guò)程中運(yùn)動(dòng)環(huán)路的功能,但是對(duì)于認(rèn)知環(huán)路功能的改善并不明顯,這也從神經(jīng)解剖的基礎(chǔ)上解釋了臨床上左旋多巴對(duì)于PD患者認(rèn)知功能的改善療效不佳的原因[12]。但是,F(xiàn)arid等[13]對(duì)于多巴胺在改善PD認(rèn)知功能障礙中的地位提出了不同的意見(jiàn)。他們對(duì)尚未出現(xiàn)認(rèn)知功能損害的PD患者進(jìn)行反應(yīng)/不反應(yīng)任務(wù)(一種針對(duì)認(rèn)知功能設(shè)計(jì)的任務(wù))時(shí),盡管任務(wù)完成質(zhì)量與健康對(duì)照沒(méi)有區(qū)別,但是大腦激活模式卻顯著不同。與健康對(duì)照相比,PD患者在未服用多巴胺的狀態(tài)下,大腦fMRI表現(xiàn)為更為廣泛的皮層激活,尤以雙側(cè)尾狀核的興奮性增高最為顯著,可能原因是大腦為了維持功能的完整性而產(chǎn)生的一種補(bǔ)償機(jī)制;而服用多巴胺雖不能使腦激活模式正常化,但卻能夠部分修復(fù)該模式。
前期大量神經(jīng)物理學(xué)與神經(jīng)電生理學(xué)研究發(fā)現(xiàn),散發(fā)帕金森患者在運(yùn)動(dòng)癥狀出現(xiàn)前4~5年已經(jīng)出現(xiàn)顯著的嗅覺(jué)減退[14-15]。Monchi等[16]為研究PD患者與正常人之間嗅覺(jué)刺激模式的異同,對(duì)女性PD患者和正常女性不同嗅覺(jué)刺激下的fMRI圖像進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)香味刺激時(shí),對(duì)照組皮層和皮層下廣泛區(qū)域興奮性增高,包括雙側(cè)的丘腦、杏仁核、海馬、中腦、基底節(jié)、內(nèi)囊、前額葉皮質(zhì)和顳葉,患者興奮性的焦點(diǎn)主要在紋狀體(尾狀核頭)、前額葉皮質(zhì)內(nèi)側(cè)上部、前額葉皮質(zhì)側(cè)部、扣帶回前部,而杏仁核、海馬和丘腦區(qū)域沒(méi)有顯示顯著的興奮性活動(dòng);臭味刺激時(shí),對(duì)照組大腦興奮的焦點(diǎn)在左側(cè)海馬和雙側(cè)杏仁核,除此之外左側(cè)伏隔核的興奮性也較高,PD組與對(duì)照組相比,尾狀核頭和伏隔核的興奮性降低。這一研究證實(shí)了PD患者的嗅覺(jué)刺激模式和正常人存在差異。Greenlee等[17]采用刺激氣味和空白對(duì)照這兩種刺激對(duì)早期PD患者和健康對(duì)照的嗅覺(jué)功能進(jìn)行研究,結(jié)果顯示,健康對(duì)照的初級(jí)嗅覺(jué)中樞(右側(cè)梨狀皮質(zhì)、雙側(cè)杏仁核)只有接受到氣味刺激時(shí)才被激活,表現(xiàn)為一種專(zhuān)一性的刺激-激活模式;而雙側(cè)島葉、左楔前葉、右側(cè)眶額皮質(zhì)等一些非中腦緣的嗅覺(jué)中樞在任意刺激(氣味刺激或者空白刺激)時(shí),都表現(xiàn)出較高的興奮性,表現(xiàn)為非專(zhuān)一性的刺激-激活模式。而PD患者的嗅覺(jué)功能減退主要表現(xiàn)為氣味刺激專(zhuān)一性激活區(qū)域減少,而非專(zhuān)一性激活區(qū)域增多,并且梨狀皮質(zhì)和眶額葉區(qū)興奮性較正常對(duì)照反而增高。另外,對(duì)于大腦感興趣區(qū)辨別氣味能力的檢測(cè)結(jié)果示,PD患者眶額葉區(qū)、杏仁核和海馬區(qū)辨別氣味的能力下降,而梨狀皮質(zhì)區(qū)的功能仍然保存。這一研究提示,在患者處于疾病的早期階段時(shí),嗅覺(jué)損害并不以神經(jīng)元活性下降為主,而是表現(xiàn)為嗅覺(jué)中樞對(duì)于氣味刺激的專(zhuān)一性激活腦區(qū)減少。在此研究中,PD患者對(duì)于刺激非專(zhuān)一性激活的腦區(qū)增加,是一種代償機(jī)制還是病理改變,尚不清楚。
常規(guī)fMRI反映的是進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或認(rèn)知任務(wù)時(shí)PD患者與正常人之間中樞神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)的差異,受到所進(jìn)行任務(wù)性質(zhì)及PD患者執(zhí)行能力的影響,而與常規(guī)fMRI方法相比,RS-fMRI技術(shù)的優(yōu)越性主要是不需要設(shè)計(jì)特殊的實(shí)驗(yàn)方法,可以減少影響研究結(jié)果的因素,可用于檢測(cè)腦自發(fā)活動(dòng)的異常[18-19]。局部一致性(Regional homogeneity,ReHo)測(cè)量是一種研究靜息態(tài)fMRI的常用方法,用于研究腦局部自發(fā)活動(dòng)的相似性。Wu等[20]利用局部一致性方法,首次研究了PD患者腦自發(fā)活動(dòng)的動(dòng)態(tài)特征,發(fā)現(xiàn)在靜息狀態(tài)下,PD患者殼核、丘腦和輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)的ReHo值降低,而在小腦、初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層和運(yùn)動(dòng)前區(qū)ReHo值升高?;颊甙Y狀嚴(yán)重程度(UPDRS評(píng)分)與殼核的ReHo值呈負(fù)相關(guān),而與小腦的ReHo值呈正相關(guān),給予左旋多巴治療可以使ReHo相對(duì)正?;?。這些發(fā)現(xiàn)證實(shí)PD靜息態(tài)神經(jīng)活動(dòng)特異性改變,這些變化繼發(fā)于多巴胺缺乏,并與疾病的嚴(yán)重程度相關(guān)。
3.2.1 腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)
Raichle等[21]認(rèn)為大腦在無(wú)任務(wù)的清醒、靜息狀態(tài)下存在自發(fā)的、有組織的、連續(xù)的腦功能活動(dòng),這些活動(dòng)組成了靜息態(tài)的腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)。Fransson等[22]通過(guò)fMRI研究證實(shí)了腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的存在,腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)包含了前額葉皮層中間部、扣帶回后部以及鄰近的楔前葉、額葉腹側(cè)、額葉背外側(cè)、顳葉皮質(zhì)、頂下小葉、海馬旁回等。目前認(rèn)為腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的主要作用是參與大腦自我反省、自我調(diào)整的神經(jīng)活動(dòng),與情景記憶的提取、對(duì)周?chē)h(huán)境和自身內(nèi)部狀態(tài)的監(jiān)控以及持續(xù)進(jìn)行的認(rèn)知和情感過(guò)程有關(guān)[23]。腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)在靜息狀態(tài)下比在特定任務(wù)中更加興奮,它反映了大腦的基線(xiàn)活動(dòng)水平。
3.2.2 PD患者靜息狀態(tài)下腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的變化
近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn),腦靜息態(tài)默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)功能紊亂與許多神經(jīng)精神疾病有關(guān),尤其是精神疾病,例如自閉癥、精神分裂癥、阿茲海默病、雙向情感障礙等[24]。最近的一些研究開(kāi)始關(guān)注帕金森病的靜息態(tài)腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)變化。陳俊等[25]選取雙側(cè)殼核為感興趣區(qū),應(yīng)用fMRI初步探討了帕金森病患者(Hoehn-Yahr分級(jí)Ⅱ級(jí)6例、Ⅲ級(jí)8例,實(shí)驗(yàn)前抗PD藥物至少停用12 h)靜息狀態(tài)下腦功能連接特點(diǎn),研究發(fā)現(xiàn):與對(duì)照組相比,PD組前額葉中內(nèi)側(cè)、雙側(cè)尾狀核頭部、左側(cè)腦島、左側(cè)梭狀回與雙側(cè)殼核的功能連接減弱,前額葉中內(nèi)側(cè)是早期研究所發(fā)現(xiàn)的腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)重要組成部分[21-22],腦島也被發(fā)現(xiàn)是靜息狀態(tài)時(shí)活躍的腦區(qū)之一[26],它們與殼核的功能連接減低提示PD患者的腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)存在異常;雙側(cè)小腦半球、雙側(cè)舌回、雙側(cè)顳中回、右中央前回、右側(cè)額上回、右側(cè)額下回、右側(cè)扣帶回后部、左側(cè)額中回與殼核的功能連接增強(qiáng),原因尚不明確,可能與PD的腦部代償機(jī)制有關(guān)。
3.2.3 多巴胺治療后PD的腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)改變
Delaveau等[27]進(jìn)行了一項(xiàng)隨機(jī)、交叉、安慰劑對(duì)照試驗(yàn),用以研究多巴胺藥理作用對(duì)大腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的影響。研究發(fā)現(xiàn),在面部表情識(shí)別配對(duì)任務(wù)中,對(duì)照組顯示了完整的腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò),而PD組患者只于大腦前額葉皮層中央腹側(cè)區(qū)顯示減活狀態(tài),而在腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的中線(xiàn)后部和側(cè)部未顯示減活狀態(tài)。在注射左旋多巴后,對(duì)照組的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)模式無(wú)改變,而實(shí)驗(yàn)組的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)減活作用有所改善,默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)也得以部分修復(fù),并且PD患者運(yùn)動(dòng)功能和警覺(jué)性也相應(yīng)提高,這說(shuō)明左旋多巴能夠修復(fù)大腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的部分功能,尤其是改善扣帶回后部和楔前葉的減活作用。PD患者大腦前額葉皮層中央腹側(cè)區(qū)減活作用并未消失,提示中腦皮質(zhì)多巴胺投射系統(tǒng)的功能可能被部分保留。
綜上所述,PD是最常見(jiàn)的錐體外系神經(jīng)退行性疾病,但是目前缺乏客觀(guān)的診斷和病程監(jiān)測(cè)方法,fMRI可以敏感地顯示PD患者大腦生理功能的改變,在PD的早期診斷與鑒別診斷中具有深遠(yuǎn)的意義。但是,fMRI的臨床應(yīng)用還有很多需要解決的難題,例如BOLD信號(hào)的信噪比較差,需要通過(guò)復(fù)雜的算法才能得到有意義的結(jié)果;PD患者的運(yùn)動(dòng)功能障礙,如靜止性震顫、運(yùn)動(dòng)遲緩等,可能會(huì)影響信號(hào)的采集以及實(shí)驗(yàn)任務(wù)的完成,從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。然而,相信隨著技術(shù)的不斷改進(jìn),如通過(guò)將fMRI技術(shù)與細(xì)胞、分子生物技術(shù)結(jié)合起來(lái),利用動(dòng)物尤其是非人類(lèi)靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物,研究PD的病理機(jī)制、早期診斷和治療效果的追蹤等,BOLD-fMRI技術(shù)在帕金森病的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛和成熟。
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中國(guó)臨床醫(yī)學(xué)影像雜志2012年3期