肖慧，吳應(yīng)行，倪萍，付麗媛，李輝，陳自謙

1.南京軍區(qū)福州總醫(yī)院 a. 醫(yī)學(xué)影像科，b. 醫(yī)學(xué)工程科，福建 福州350025；2. 遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)學(xué) 放射科，貴州 遵義 563000

阿爾茨海默病不同頻段低頻振幅靜息態(tài)功能磁共振成像研究

肖慧1a，吳應(yīng)行2，倪萍1b，付麗媛1a，李輝1a，陳自謙1a

1.南京軍區(qū)福州總醫(yī)院 a. 醫(yī)學(xué)影像科，b. 醫(yī)學(xué)工程科，福建 福州350025；2. 遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)學(xué) 放射科，貴州 遵義 563000

目的 探討阿爾茨海默病（AD）患者靜息狀態(tài)下不同頻段低頻振幅（ALFF）腦功能活動(dòng)特點(diǎn)。方法 使用3.0T磁共振對(duì)20例AD患者及20名正常對(duì)照者進(jìn)行腦靜息態(tài)功能磁共振檢查。采用靜息態(tài)功能磁共振數(shù)據(jù)處理助手（DPARSF）和靜息態(tài)功能磁共振數(shù)據(jù)分析工具包(REST)進(jìn)行處理及檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析，主要觀察Slow-4和Slow-5頻率段AD組的腦功能活動(dòng)特點(diǎn)，用REST軟件呈現(xiàn)結(jié)果，確定有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的腦區(qū)解剖位置。結(jié)果 與正常對(duì)照組相比，AD患者組ALFF值減低的腦區(qū)包括：后扣帶回、楔前葉、雙側(cè)額葉及雙側(cè)頂下小葉（P<0.05）；雙側(cè)海馬旁回和梭狀回、右側(cè)額頂葉、右側(cè)小腦后葉和雙側(cè)基底節(jié)區(qū)的ALFF值則明顯升高（P<0.05）；雙側(cè)基底節(jié)區(qū)的自發(fā)神經(jīng)活動(dòng)對(duì)Slow-5頻率段更敏感，而較高頻率的Slow-4頻率段更適合檢測(cè)出雙側(cè)海馬旁回及梭狀回等腦區(qū)自發(fā)神經(jīng)活動(dòng)的異常。結(jié)論 AD患者多個(gè)腦區(qū)自發(fā)神經(jīng)元活動(dòng)存在異常，且部分腦區(qū)的自發(fā)神經(jīng)元活動(dòng)存在頻率依賴性。

阿爾茨海默病；癡呆；靜息態(tài)功能磁共振；低頻振幅

阿爾茨海默?。ˋlzheimer’s disease，AD）又稱老年性癡呆，臨床表現(xiàn)為記憶和認(rèn)知功能的減退，是一種不可逆性中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病。研究表明AD患者在出現(xiàn)明顯腦萎縮等結(jié)構(gòu)改變之前的早期階段，部分大腦區(qū)域的生理功能、代謝已發(fā)生明顯改變[1]。隨著醫(yī)學(xué)影像學(xué)的發(fā)展和影像技術(shù)的進(jìn)步，功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging, fMRI）為AD的早期診斷提供了新的方法，fMRI可從組織功能水平探測(cè)疾病早期階段的信號(hào)改變。PET研究早就證實(shí)人腦在靜息狀態(tài)下并不是一成不變的，許多腦區(qū)在靜息狀態(tài)時(shí)的表現(xiàn)存在明顯的代謝活性增高，這種活性增高可通過(guò)靜息態(tài)功能磁共振成像（resting state fMRI, RS-fMRI）予以體現(xiàn)。低頻振幅法（amplitude of lowfrequency fluctuation，ALFF）是目前應(yīng)用較多的RS-fMRI研究方法，該方法可通過(guò)計(jì)算被試者在一段較短時(shí)間內(nèi)腦內(nèi)的低頻振蕩信號(hào)的平均幅度值，來(lái)反映大腦在該段時(shí)間內(nèi)的自發(fā)活動(dòng)強(qiáng)度。目前，許多國(guó)內(nèi)外研究者已經(jīng)開(kāi)始采用不同頻率的ALFF法研究多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的神經(jīng)活動(dòng)和認(rèn)知功能的聯(lián)系[2-3]。然而，AD患者大腦神經(jīng)活動(dòng)在不同頻率的低頻振蕩是否異常還不得而知。因此，本研究采用分頻率段ALFF法來(lái)研究AD患者在不同頻率下的大腦自發(fā)低頻振蕩活動(dòng)發(fā)生的改變，旨在探討其腦功能活動(dòng)改變是否依賴于頻率的改變。

1 材料和方法

1.1 一般資料

選取來(lái)自在南京軍區(qū)福州總醫(yī)院老年科就診的AD患者20例，其中男9例，女11例，平均年齡（80.4±6.37）歲，MMSE評(píng)分（18.68±4.04）分，CDR評(píng)分（1.6±0.76）分，受教育程度為高中以下15例，高中及以上5例，均為右利手。選取與AD組年齡、性別、受教育程度及利手相匹配的正常健康志愿者20例，男10例，女10例，平均年齡為（72.0±6.92）歲，MMSE評(píng)分（28.4±0.82）分，CDR評(píng)分0分，受教育程度為高中以下14例，高中及以上6例。所有受試者均自愿同意參與本實(shí)驗(yàn)研究。本實(shí)驗(yàn)經(jīng)南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)通過(guò)。

AD組納入標(biāo)準(zhǔn)為：① 符合美國(guó)國(guó)立神經(jīng)病學(xué)、語(yǔ)言交流障礙和卒中老年性癡呆及相關(guān)疾病學(xué)（NINCDSADRDA）AD診斷標(biāo)準(zhǔn)；② MMSE 評(píng)分： ≤17分(文盲)，≤20分 (小學(xué))，≤24分 (中學(xué)及以上)；③ CDR 評(píng)分≥0.5分；④ HIS≤4分，以排除血管性癡呆；⑤ 常規(guī)MRI排除血管源性癡呆和其他可導(dǎo)致癡呆的神經(jīng)系統(tǒng)疾?。虎?無(wú)嚴(yán)重軀體疾病及煙酒等物質(zhì)濫用情況；⑦ 不符合抑郁癥診斷標(biāo)準(zhǔn)。

正常對(duì)照組納入標(biāo)準(zhǔn)為：① MMSE 評(píng)分≥28分；②CDR 評(píng)分為0分；③ 軀體常規(guī)檢查和實(shí)驗(yàn)室常規(guī)檢查結(jié)果均為正常；④ MRI常規(guī)檢查已排除神經(jīng)、精神疾患等器質(zhì)性病變；⑤ 無(wú)嚴(yán)重?zé)熅频任镔|(zhì)濫用情況。

1.2 檢查方法

1.2.1 儀器設(shè)備及軟件

德國(guó)Siemens 3.0 T Trio Tim 磁共振掃描儀，12通道相控陣顱腦線圈。靜息態(tài)功能磁共振數(shù)據(jù)處理助手（Data Processing Assistant for Resting-State fMRI，DPARSF），北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)靜息態(tài)功能磁共振數(shù)據(jù)處理工具包V1.8（Resting-State fMRI Data Analysis Toolkit V1.8，REST），神經(jīng)影像學(xué)統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖（Statistical Parametric Mapping，SPM8）軟件以及統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 16.0。

1.2.2 掃描方法

常規(guī)MRI掃描包括橫斷面T1WI、T2WI、DWI及FLAIR序列掃描。T1WI掃描參數(shù)：TR=2000 ms，TE=9.2 ms，掃描野（FOV）=230 mm×230 mm，F(xiàn)lip angle=130°，層厚= 5 mm，層數(shù)=20；T2WI掃描參數(shù)：TR=3000 ms，TE=98 ms， FOV=23 cm ×23 cm，F(xiàn)lip angle=130°，層厚=5.0 mm，層數(shù)=20；DWI掃描參數(shù)： TR=5100 ms, TE=90 ms，F(xiàn)OV=23 cm×23 cm，F(xiàn)lip angle=130°，層數(shù)=20；FLAIR掃描參數(shù)：TR=7000 ms，TE=93 ms，F(xiàn)OV=23 cm×23 cm，F(xiàn)lip angle=130°，層厚= 5 mm，層數(shù)=20。矢狀位T1WI-3D結(jié)構(gòu)像，覆蓋全腦，掃描參數(shù)：TR=1900 ms，TE=2.5 ms，F(xiàn)OV=240 mm×240 mm，F(xiàn)lip angle=9°，層厚= 1 mm，層間距=0，Matrix=256×256，NEX=1，Slice=160，體素大小=1 mm×1 mm×1 mm，用于靜息態(tài)掃描定位。常規(guī)掃描顯示大腦內(nèi)無(wú)明顯異常信號(hào)后，囑受試者閉眼、放松、不要?jiǎng)?、盡量不要想任何事情，然后開(kāi)始行靜息態(tài)fMRI掃描，靜息態(tài)fMRI掃描方位平行于前顱底和前后聯(lián)合，采用EPI（echo-planar imaging，EPI）序列，掃描參數(shù)為：TR=2000 ms，TE=30 ms，F(xiàn)OV=24 cm×24 cm，F(xiàn)lip angle=90°，層厚= 4 mm，層間距=0，Matrix=64×64，NEX=1，層數(shù)=33，掃描時(shí)間488 s，體素大小=3.8 mm×3.8 mm×4.0 mm。

1.3 數(shù)據(jù)后處理及統(tǒng)計(jì)分析

1.3.1 一般資料統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)兩組受試者的性別、年齡、受教育程度和神經(jīng)心理學(xué)量表評(píng)分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；其中性別和受教育程度比較進(jìn)行χ2檢驗(yàn)比較；年齡和神經(jīng)心理學(xué)量表等計(jì)量資料采用并采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，所有統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)均采用雙側(cè)檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.3.2 RS-fMRI數(shù)據(jù)預(yù)處理

所有受試者的RS-fMRI數(shù)據(jù)進(jìn)行離線后處理，將數(shù)據(jù)傳入PC機(jī)。在MATLAB操作平臺(tái)下應(yīng)用的靜息態(tài)功能磁共振數(shù)據(jù)處理助手DPARSF軟件處理RS-fMRI數(shù)據(jù)。為了減少患者適應(yīng)掃描環(huán)境及盡量減小初始掃描時(shí)磁場(chǎng)不均勻性的影響，前10個(gè)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)被去除，然后利用DPARSF軟件對(duì)剩余的230個(gè)時(shí)間點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行以下預(yù)處理：① 時(shí)間校正：位于中間的第33層被選作為參考層，然后將其余層對(duì)齊到該層，以消除因采集時(shí)間的不同對(duì)數(shù)據(jù)造成的影響；② 頭動(dòng)校正：頭動(dòng)圖像中如果出現(xiàn)平動(dòng)＞ 2.5 mm，轉(zhuǎn)動(dòng)角度＞2.5°的數(shù)據(jù)將被舍棄；③ 空間標(biāo)準(zhǔn)化：將頭動(dòng)校正后的圖像空間標(biāo)準(zhǔn)化到蒙特利爾神經(jīng)病學(xué)研究所 (MNI）標(biāo)準(zhǔn)頭解剖模板上，并以3 mm×3 mm×3 mm大小體素進(jìn)行重采樣；④ 平滑：以全寬半高（FWHM）為4 mm 的高斯核對(duì)經(jīng)過(guò)空間標(biāo)準(zhǔn)化后圖像做空間平滑處理, 以此來(lái)減少圖像隨機(jī)噪聲，并且提高信噪比，使所得數(shù)據(jù)從空間分辨率上更容易于對(duì)比；⑤ 去除線性漂移；⑥ 濾波：采用0.01～0.027 Hz和0.027～0.073 Hz頻率分別進(jìn)行濾波，以降低低頻漂移和高頻噪聲。

1.3.3 低頻振幅數(shù)據(jù)提取

ALFF分析方法概括如下：對(duì)于一個(gè)給定的體素，首先將它的時(shí)間序列進(jìn)行快速傅里葉變換轉(zhuǎn)換到頻域，得到其功率譜，然后計(jì)算該時(shí)間序列功率譜的平方根，將其平方根所得值平均在一個(gè)給定的頻域范圍，功率譜平方根經(jīng)平均后的值便是該體素ALFF值[4]。根據(jù)先前的研究，我們將整個(gè)頻率段分成四個(gè)子頻率段：Slow-5(0.01～0.027 Hz)、Slow-4(0.027～0.073 Hz)、Slow-3(0.073～0.198 Hz)、Slow-2(0.198～0.25 Hz)[3]。本研究摒棄了Slow-3及Slow-2兩個(gè)頻率段的信號(hào)，因?yàn)檫@兩個(gè)頻段的信號(hào)主要反映了白質(zhì)信號(hào)和高頻生理噪聲；而Slow-4和Slow-5頻率段反映的是灰質(zhì)信號(hào)，本研究主要對(duì)其進(jìn)行低頻振幅計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分析[5]。

1.3.4 組間分析

ALFF計(jì)算結(jié)束后，在MATLAB平臺(tái)上運(yùn)用REST V1.8軟件（http://www.rest fmri. net/forum/index.php）對(duì)AD組和正常對(duì)照組分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，首先使用兩因素水平重復(fù)方差分析進(jìn)行主效應(yīng)檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)為P=0.05；其次采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分別對(duì)Slow-5和Slow-4頻率段的AD組和對(duì)照組數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)為P=0.05（Alphasim校正），設(shè)定有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義集簇大小為＞54個(gè)voxles。結(jié)果使用REST軟件自帶 Slice viewer 工具確定對(duì)應(yīng)的MNI坐標(biāo)上有明顯統(tǒng)計(jì)意義腦區(qū)的具體解剖位置, 通過(guò)報(bào)告得出差異腦區(qū)的體素，并利用REST軟件進(jìn)行結(jié)果呈現(xiàn)。

2 結(jié)果

2.1 一般資料結(jié)果

20例AD患者及20例健康對(duì)照者的性別、年齡、教育程度、MMSE評(píng)分及CDR評(píng)分的分布情況詳見(jiàn)表1，兩組受試者間性別、年齡及教育程度差異無(wú)系統(tǒng)學(xué)意義（P>0.05）；兩組間MMSE評(píng)分及CDR評(píng)分差異有系統(tǒng)學(xué)意義（P<0.05）。

2.2 靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)分析結(jié)果

2.2.1 兩頻率段主效應(yīng)差異

通過(guò)頻率間主效應(yīng)比較，本研究發(fā)現(xiàn)在兩個(gè)頻率段間許多腦區(qū)的ALFF明顯不同。在雙側(cè)內(nèi)側(cè)前額葉、雙側(cè)基底節(jié)區(qū)、右側(cè)后扣帶回、楔前葉、雙側(cè)頂下小葉、枕葉及小腦等腦區(qū)，其ALFF值在Slow-5頻率段較Slow-4頻率段明顯增高；而在雙側(cè)顳葉、腦干、島葉及外側(cè)額葉等腦區(qū)，Slow-5頻率段較Slow-4頻率段的ALFF值明顯減低（圖1）。

2.2.2 Slow-5頻率段ALFF差異

AD組較對(duì)照組在Slow-5頻率段ALFF值升高的腦區(qū)有右側(cè)海馬旁回、右側(cè)梭狀回、右側(cè)小腦后葉、雙側(cè)丘腦、右側(cè)島葉、右側(cè)顳上回、右側(cè)頂上小葉和右側(cè)中央旁小葉（圖2、表2）。AD組較對(duì)照組在Slow-5頻率段ALFF值減低的腦區(qū)包括后扣帶回、楔前葉、左側(cè)角回、雙側(cè)頂下小葉、雙側(cè)額上回、左側(cè)額中回和右側(cè)額下回（圖3、表3）。通過(guò)對(duì)AD組上述腦區(qū)ALFF值與其MMSE評(píng)分做相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)AD患者后扣帶回（posterior cingulate cortex，PCC）腦區(qū)ALFF值與其MMSE評(píng)分呈正相關(guān)（r=0.43，P=0.059）（圖4）。

2.2.3 Slow-4頻率段ALFF差異

AD組較對(duì)照組在Slow-4頻率段ALFF值升高的腦區(qū)主要有雙側(cè)海馬旁回、雙側(cè)梭狀回、右側(cè)顳上回、雙側(cè)頂上小葉、右側(cè)中央旁小葉及右側(cè)尾狀核頭（圖5，表4）。AD組較對(duì)照組Slow-4頻率段ALFF值減低的腦區(qū)主要包括雙側(cè)顳中回、后扣帶回、雙側(cè)額中回、右側(cè)額下回及左側(cè)頂下小葉（圖6，表5）。通過(guò)AD患者上述腦區(qū)ALFF值與其MMSE評(píng)分做相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)在Slow-4頻率段AD患者PCC腦區(qū)ALFF值與其MMSE評(píng)分呈正相關(guān)（r=0.479，P=0.033）（圖7）。

3 討論

ALFF是目前應(yīng)用較多的RS-fMRI研究方法，該方法可通過(guò)計(jì)算被試者在一段較短時(shí)間內(nèi)腦內(nèi)的低頻振蕩信號(hào)的平均幅度值，來(lái)反映大腦在該段時(shí)間內(nèi)的自發(fā)活動(dòng)強(qiáng)度。目前關(guān)于AD的RS-fMRI研究大多集中在0.01～0.08 Hz頻率段的低頻振蕩信號(hào)。目前，許多國(guó)內(nèi)外研究者已經(jīng)開(kāi)始采用不同頻率的ALFF法研究多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的神經(jīng)活動(dòng)和認(rèn)知功能的聯(lián)系[2-3]。國(guó)內(nèi)學(xué)者左西年首先將RS-fMRI的低頻振蕩分解為四個(gè)頻段研究大腦神經(jīng)元的低頻振蕩[5]。盡管如此，AD患者大腦神經(jīng)活動(dòng)在不同的頻率的低頻振蕩是否異常還不得而知。

通過(guò)Slow-5和Slow-4兩頻率間主效應(yīng)的比較，本研究發(fā)現(xiàn)AD患者神經(jīng)元自發(fā)活動(dòng)在兩頻率間存在顯著的不同。在雙側(cè)前額葉內(nèi)側(cè)、雙側(cè)基底節(jié)區(qū)、后扣帶回、楔前葉、雙側(cè)頂下小葉及枕葉的一些腦區(qū)，其ALFF值在Slow-5頻率段較Slow-4頻率段明顯增高；而在雙側(cè)顳葉、腦干、島葉及外側(cè)額葉等腦區(qū)，在Slow-5頻率段較Slow-4頻率段ALFF值明顯減低。先前的研究認(rèn)為較低頻率的振幅更適合較大神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的整合，而較高頻率的振幅被限制在較小的神經(jīng)空間[3]。額顳枕葉皮層有相對(duì)較大的體積，而且主要參與遠(yuǎn)距離的連接，形成了一個(gè)相對(duì)較大的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，因此這些腦區(qū)在較低的Slow-5頻率段活性較高，此觀點(diǎn)與本研究中在Slow-5頻率段顯示神經(jīng)元活性較高的腦區(qū)的研究結(jié)果相似。但本研究中發(fā)現(xiàn)處于皮層下較小神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的雙側(cè)基底節(jié)區(qū)在Slow-5頻率段活性也較高，與上述文獻(xiàn)報(bào)道不一致，因此關(guān)于基底節(jié)區(qū)的頻率依賴性尚需進(jìn)一步研究。

此外，Buzsaki等[3]還發(fā)現(xiàn)處于皮層下的中腦、海馬及海馬旁回等腦區(qū)主要參與局部神經(jīng)活動(dòng)，形成相對(duì)較小的神經(jīng)活動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，故較高頻率的Slow-4頻率段更適合其進(jìn)行神經(jīng)調(diào)節(jié)，我們的研究也有類似的發(fā)現(xiàn)。通過(guò)組間及頻率間分析，本研究結(jié)果表明AD患者自發(fā)神經(jīng)活動(dòng)存在一定的頻率依賴性，Slow-5頻率對(duì)檢測(cè)基底節(jié)區(qū)的神經(jīng)活動(dòng)的異常更敏感，而較高頻率的Slow-4頻率段對(duì)雙側(cè)海馬旁回及梭狀回的神經(jīng)活動(dòng)異常的檢測(cè)更敏感。至于不同的頻率是否能夠應(yīng)用于AD疾病的診斷，以及能否應(yīng)用于對(duì)其進(jìn)行病情進(jìn)展進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，尚需要更多的研究支持。

本研究結(jié)果顯示，雙側(cè)前額葉、后扣帶回/楔前葉及雙側(cè)頂下小葉在Slow-5和Slow-4兩個(gè)不同的頻率段均有明顯的ALFF減低。這些ALFF減低的腦區(qū)和默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)腦區(qū)有高度的重疊性。所有ALFF減低腦區(qū)中，后扣帶回腦區(qū)ALFF減低的體素最大。通過(guò)提取AD患者以上兩個(gè)頻率段ALFF減低腦區(qū)的ALFF值與其對(duì)應(yīng)的MMSE評(píng)分作相關(guān)分析，均發(fā)現(xiàn)AD患者組后PCC的ALFF值與其MMSE評(píng)分呈正相關(guān)，提示AD患者存在部分DMN腦區(qū)功能減低，且AD病情越重，MMSE得分越低，PCC腦區(qū)的大腦自發(fā)神經(jīng)活動(dòng)就越弱，這表明后扣帶回的自發(fā)神經(jīng)活動(dòng)與AD患者的認(rèn)知功能改變有明顯的關(guān)系，并提示可將該腦區(qū)作為AD早期診斷的影像標(biāo)記腦區(qū)。楔前葉也是默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，其作用主要與情景記憶的提取密切相關(guān)[6]。He等[7]研究者使用局部一致性（Reho）方法研究AD腦功能活動(dòng)改變時(shí)，發(fā)現(xiàn)AD患者后扣帶回和楔前葉的局部一致性減低。Allen等[8]學(xué)者采用海馬作為種子點(diǎn)研究AD患者大腦功能連接性，發(fā)現(xiàn)后扣帶回和楔前葉與腦內(nèi)許多腦區(qū)的功能連接性減低。本實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)AD患者楔前葉在兩個(gè)頻率段均表現(xiàn)為ALFF明顯減低，與文獻(xiàn)報(bào)道相符。

大量研究表明，額葉在人腦的記憶等認(rèn)知功能中起著重要作用。Rombouuts等[9]通過(guò)記憶任務(wù)相關(guān)的fMRI方法對(duì)輕度認(rèn)知障礙患者和正常對(duì)照組進(jìn)行究，發(fā)現(xiàn)正常人在進(jìn)行記憶任務(wù)時(shí)額葉處于顯著的激活狀態(tài)，而輕度認(rèn)知障礙患者在額葉沒(méi)有檢測(cè)到明顯的激活，因此認(rèn)為額葉與記憶的處理密切相關(guān)。本組資料研究結(jié)果顯示AD患者與記憶任務(wù)相關(guān)的雙側(cè)額葉在兩個(gè)頻率段的ALFF均呈明顯減低，因此，本研究支持額葉在記憶處理過(guò)程中的重要作用的觀點(diǎn)。

此外，本研究還發(fā)現(xiàn)AD患者在頂下小葉、角回及顳中回等腦區(qū)同樣表現(xiàn)出ALFF減低。頂下小葉是組成后默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的主要成分，頂下小葉不僅與工作記憶有關(guān)，而且涉及短期記憶存儲(chǔ)和語(yǔ)音編碼語(yǔ)言材料的提取[10]。結(jié)構(gòu)磁共振研究發(fā)現(xiàn)，從輕度認(rèn)知障礙向AD進(jìn)展的過(guò)程中，已經(jīng)可以監(jiān)測(cè)到頂下小葉結(jié)構(gòu)的萎縮，并且認(rèn)為頂下小葉的結(jié)構(gòu)萎縮可以作為監(jiān)測(cè)疾病進(jìn)展的預(yù)防性指標(biāo)[11]。也有研究報(bào)道兩側(cè)頂下小葉的作用不盡相同，右側(cè)頂下小葉屬于空間復(fù)述網(wǎng)絡(luò)，在疾病早期一般改變不明顯；而左側(cè)頂下小葉則參與構(gòu)成言語(yǔ)信息的存儲(chǔ)及提取環(huán)路，因此在記憶功能減退的患者，該腦區(qū)神經(jīng)元的活性減低比較明顯。本研究發(fā)現(xiàn)，AD患者以左側(cè)頂下小葉ALFF值減低明顯，更進(jìn)一步支持先前的研究觀點(diǎn)。

通過(guò)Slow-5和Slow-4兩個(gè)頻率段組間ALFF值比較，發(fā)現(xiàn)AD患者出現(xiàn)廣泛ALFF減低的同時(shí)，腦內(nèi)一些腦區(qū)的ALFF也顯著升高，主要包括雙側(cè)海馬旁回、雙側(cè)梭狀回、雙側(cè)丘腦、右側(cè)尾狀核、右側(cè)島葉、右側(cè)小腦后葉、右側(cè)顳上回、雙側(cè)頂上小葉及右側(cè)中央旁小葉。海馬旁回、梭狀回、島葉及顳上回是邊緣系統(tǒng)的重要組成部分，Hamalainen等[12]學(xué)者采用任務(wù)相關(guān)的功能磁共振研究輕度認(rèn)知障礙患者腦功能改變時(shí)，發(fā)現(xiàn)邊緣系統(tǒng)在記憶編碼過(guò)程中呈明顯的高激活狀態(tài)，其中，海馬旁回在記憶信息的編碼和提取中的作用尤為重要。Wang等[13]學(xué)者也報(bào)道了AD患者在雙側(cè)梭狀回和雙側(cè)海馬旁回ALFF升高?？赡転锳D患者出現(xiàn)記憶等認(rèn)知功能損害時(shí)的一種神經(jīng)補(bǔ)償機(jī)制。

綜上所述，本研究證明AD患者腦內(nèi)神經(jīng)元活動(dòng)存在廣泛的異常，屬于默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)腦區(qū)的后扣帶回、楔前葉、額葉及頂下小葉等腦區(qū)ALFF值明顯減低，而處于邊緣系統(tǒng)的海馬旁回和梭狀回、額頂葉、以及組成小腦和基底節(jié)網(wǎng)絡(luò)的腦區(qū)ALFF值明顯升高。本研究認(rèn)為這些腦區(qū)的ALFF值升高是AD患者認(rèn)知功能損害的一種神經(jīng)補(bǔ)償機(jī)制。通過(guò)分頻率段研究發(fā)現(xiàn)，AD患者部分腦區(qū)存在頻率依賴性，雙側(cè)基底節(jié)區(qū)的自發(fā)神經(jīng)活動(dòng)對(duì)Slow-5頻率段更敏感，而較高頻率的Slow-4頻率段更適合檢測(cè)出雙側(cè)海馬旁回及梭狀回腦區(qū)自發(fā)神經(jīng)活動(dòng)的異常。

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Resting-State Functional MRI Study on the Low-Frequency Fluctuation within Different Band of Amplitude of Alzheimer’s Disease

XIAO Hui1a, WU Ying-hang2, NI Ping1b, FU Li-yuan1a, LI Hui1a, CHEN Zi-qian1a
1.a. Department of Medical Imaging, b. Department of Medical Engineering, Fuzhou General Hospital of Nanjing Military Command, Fuzhou Fujian 350025, China;
2. Department of Radiology, Affiliated Hospital of Zunyi Medical School, Zunyi Guizhou 563000, China

Objective To explore the features of brain activity in amplitude of low-frequency fl uctuation (ALFF) within different band of fl uctuation when the Alzheimer’s disease (AD) patients are in restingstate. Methods 20 AD patients and 20 matched healthy controls were examined with Siemens 3.0 T Trio MR scanner. DPARSF (data processing assistant for resting state fMRI) and REST software were used in data processing and statistics, mainly to observe brain activities in frequency bands of Slow-4 and Slow-5. The results were presented by REST software, thus, the anatomical location of brain regions which is of statistical significance was found. Results Compared with healthy controls, AD patients showed significantly decrease of ALFF value in PCC/PCu, bilateral frontal cortex, bilateral inferior parietal cortex. Significantly increased ALFF values were detected in the bilateral parahippocampal gyrus, bilateral fusiform, right frontal-parietal lobe, right cerebellum posterior lobe and basal ganglia. Slow-5 band was more sensitive in detecting abnormalities of spontaneous brain activity in the basal ganglia, while slow-4 band was more sensitive in detecting abnormalities of spontaneous brain activity in the bilateral parahippocampal gyrus and fusiform. Conclusion One or more of AD patients’ brain showed signif i cant differences in the spontaneous neuronal activity compared with healthy controls, and spontaneous neuronal activity in some brain regions is frequency-dependent.

Alzheimer’s disease; dementia; resting-state functional MRI; amplitude of low-frequency fl uctuation

R197.39；TH789

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.11.002

1674-1633(2014)11-0005-06

2014-07-09

福建省社會(huì)發(fā)展科技重點(diǎn)項(xiàng)目（2012Y0057）：“老年性癡呆患者認(rèn)知功能改變的多模態(tài)神經(jīng)影像研究”。

陳自謙，南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心主任，教授，博士生導(dǎo)師。

通訊作者郵箱：chenziqianfz@sina.com