静息态脑功能磁共振在dmn中的应用

静息态脑功能磁共振在dmn中的应用

0静息态的dmn研究默认模型网络（畸变模型网络）也称为缺陷模型网络，是2001年研究生命复杂代谢系统（mnm）提出的一个新概念。这些概念在研究静息时间（mn）的脑功能方面发挥着重要作用。此后,随着fMRI等神经影像技术的快速发展,DMN的概念得到不断的丰富和完善。近年来,学者应用静息态fMRI对神经精神类疾病的DMN进行了大量研究。本文拟对DMN的概念进行介绍,并对神经精神类常见病的DMN研究结果进行简要综述。1mtn总结1.1功能活性的管理模式2001年,Raichle等首次提出了DMN的概念,认为当被试者处于静息状态,即清醒、闭眼、放松、平静呼吸,且不主动从事需要集中注意力的思维活动时,大脑的功能活性存在着一种默认的模式(即DMN)。这种模式涉及多个脑区并包含各脑区之间的相互作用。此后,Greicius等分析大脑静息态功能连接度时,将DMN的概念清楚的定义为大脑处于静息态时一系列相互联系并且具有强大而稳定的代谢活性的脑区,其研究结果被广泛应用于此后的fMRI试验研究中。1.2dmn结构组成根据解剖位置的不同,Gusnard和Raichle最初将DMN结构组成分为4个部分,即由后扣带回、楔前叶、胼胝体压部组成的中后部脑皮层区,由双侧的顶下小叶、颞叶及枕叶等组成的侧后部脑皮层区,前额叶腹内侧皮层和前额叶中背侧皮层。另有学者通过Meta数据分析对DMN的结构组成进行深入研究,认为DMN主要包括内侧前额叶皮质(medialprefrontalcortex,MPFC)、后扣带回(posteriorcingulatedcortex,pCC)、楔前叶(precuneus,pC)、压部后皮质(retrosplenialcortex,Rsc)、内侧颞叶以及顶下小叶,并且与海马也具有密切相关。目前,学者普遍认为pC/pCC、pCC/Rsc、顶下小叶、MPFC、内侧颞叶以及海马等是构成DMN的主要脑区。1.3dmn的功能2007年,Mason等在Science上发表文章证实当大脑处于无任务的静息态时,人脑处于DMN激活状态下的稳态。当大脑接受任务刺激时,即由缺省状态转向任务导向状态时,相应的生理功能脑区呈现为高反应状态,而脑DMN的活动转为负激活状态,即所谓的缺省模式挂起。尧兰等研究证实DMN内部的功能连接强度与任务的负载程度呈负相关。对DMN的功能,目前研究认为DMN直接影响着人们的心理活动,其主要负责大脑对内外环境的监测、情绪的加工、自我内省、维持意识的觉知、情景记忆的提取等功能。同时,DMN可能在增强人体的空间感知能力以及对环境中意外事件发生的警觉性方面也发挥着重要的作用。2非小神经疾病的使用2.1脑内功能连接度相关病理改变AD是老年人最常见的进展性神经变性疾病,起初表现为记忆障碍和认知水平的下降。目前已有多项研究证实AD患者的DMN存在特异性变化。Hafkemeijer等开展的研究证实DMN多个脑区之间的功能连接度与年龄增长呈负相关。He等和Fjell等对AD患者进行fMRI研究,证实其脑内DMN脑区之间的功能连接度显著下降,且随着患者病情的发展,功能连接度的下降程度也不断增大。Zhang等研究46例AD患者,认为DMN各脑区之间功能连接度的变化可能在AD发病进程中发挥重要的作用。海马是DMN的核心结构之一,且与人类的记忆功能密切相关。Wang等应用fMRI研究发现,早期AD患者就已出现海马区神经原纤维缠结的现象,且随着病情的加重,其程度和密度均逐渐增大,这为探讨AD患者记忆丧失的临床症状提供支持。β淀粉样蛋白沉积是AD患者脑内主要的病理改变。早在2005年,Buckner等开展的fMRI研究表明,AD患者的DMN是脑内最易受到代谢异常、脑萎缩和β淀粉样蛋白沉积伤害的区域,且早期AD患者脑内β淀粉样蛋白沉积部位与DMN脑区极其相似。Bero等在AD患者的DMN神经元活性方面开展了一些列研究,研究结果证实DMN神经元活性的改变可能诱导β淀粉样蛋白沉积并最终导致AD的发病。2.2dmn的动力学研究癫痫是由不同原因引起的脑功能紊乱,以大脑神经元异常放电引起短暂性中枢神经系统功能失常为特征的慢性疾病。国内有学者对癫痫患者的DMN进行了较全面的研究,研究表明颞叶癫痫患者的DMN大部分区域功能连接度下降,以前额叶和同侧颞上回明显,并认为这可能是由于颞叶癫痫患者的大脑功能内源性组织发生破坏所致;同时研究者认为,DMN的特征激活区域可以作为研究癫痫的特征性生物学信号。Zhang等应用fMRI对50例内侧颞叶癫痫患者的血氧低频波动信号进行监测,结果显示患者DMN绝大多数区域功能连接和结构连接显著下降。张志强等研究伴双侧海马硬化的内侧颞叶癫痫患者DMN,证实其DMN大部分区域功能连接度下降,以前额叶及前扣带回为主,并分析认为DMN的特征性改变为揭示癫痫患者精神和认知等高级脑功能缺陷的复杂内在神经机制提供切入点。季公俊等观察52例全面强直阵挛癫痫患者发作间期DMN的特征,结果证实即使在发作间期,患者的DMN也存在特征性改变,其中丘脑是强直阵挛癫痫患者DMN的重要节点,可能与发作时肌肉的强直阵挛有关,而DMN内功能连接的异常可能与癫痫发作时的意识丧失有关,这为揭示癫痫患者的中枢机制提供更多支持。2.3晚发性抑郁症患者dmn功能连接度研究抑郁症是一种常见的心境障碍,可由各种原因引起,以显著而持久的心境低落为主要临床特征。赵庆柏等采用情绪加工任务诱导负激活来研究DMN的特点,证实正常人DMN脑区内的活跃体素少而集中,功能连接更加紧密,而抑郁症患者DMN中却缺少这种高效连接。国内外学者的研究都证实DMN特定脑区之间功能连接度存在多项异常,并认为其可以作为抑郁症早期识别的生物学指标。朱雪玲等对首发未服药抑郁症患者的DMN研究发现,抑郁症患者的DMN呈现前部升高后部降低的模式:即背部额内侧回、腹部额内侧回和腹部前扣带回功能连接升高,pC/pCC、角回的功能连接减低。Alexopoulos等研究发现,晚发性抑郁患者的认知控制网络功能连接度降低,而相对应的DMN功能连接度则增强。Wu等对33例晚发性抑郁症患者的DMN进行研究,证实其DMN内存在大量异常的功能连接,并分析认为晚发性抑郁症患者的DMN异常可能是AD的临床前期表现。Peng等应用区域同质性分析方法(ReHo)对16例重症抑郁患者分析发现,患者左侧颞叶、丘脑、小脑后叶和双侧枕叶的区域同质性较健康受试者明显降低。Liu等对26例双相抑郁患者的DMN进行ReHo分析发现,患者的DMN中左侧前额叶和顶下小叶的同质性较健康受试者增高。DMN内脑区的功能连接异常为抑郁症的早期识别及病理机制探讨提供新的切入点。2.4功能连接变化研究新近的研究证实精神分裂症患者DMN的功能连接存在多项异常,这为探讨精神分裂症的病理生理学机制提供依据。对自闭症患者DMN的综合研究结果表明其DMN功能连接度下降,但任务激活网络表现正常,两者无相关性,表明自闭症患者脑网络间可能存在转换失衡。Liu等开展的研究从DMN层面探讨帕金森病的病理生理学机制,发现患者双侧齿状核的功能连接度下降,而在小脑可能存在着补偿性功能连接。Sun等对不同年龄段的注意缺陷与多动障碍(attentiondeficithyperactivitydisorder,ADHD)患者进行研究,发现成人ADHD及正常儿童的DMN中背侧前扣带回皮层功能活动下降,而儿童ADHD患者的DMN中却无此特点。李炜等对脑卒中后患者脑网络的变化进行初步探索发现脑卒中患者的脑网络趋于泛化,脑区之间的连接效率明显降低。张晔等探讨创伤后应激障碍患者DMN结构的变化特点,发现患者DMN的左侧前内侧额叶和后扣带回区域功能连接度下降,而楔前叶区域功能连接显著增强,认为DMN的改变可以作为创伤后应激障碍患者影像学诊断的生物学信号。秦玲娣等探索网络成瘾青少年静息态DMN的的变化特点,结果提示网络成瘾青少年DMN的局灶一致性比与正常对照组偏低。3dmn功能特点DMN概念的提出对神经精神类疾病的研究具有重大意义。已经完成的研究证实精神神经类疾病患者的DMN存在特异性改变,这种改变主要体现