功能性磁共振對輕度認知功能障礙的研究進展

功能性磁共振對輕度認知功能障礙的研究進展

輕度認知障礙（mci）是正常老化和智力喪失之間的過渡狀態(tài)。mci患者是老年人和患有老年腦癱的風險患者。認知障礙對日常生活的影響有時甚至遠超軀體功能障礙,不但影響患者的社會適應(yīng)能力,而且給家庭和社會造成沉重的負擔,研究其臨床特點,對其進行早期診斷與干預是防治癡呆的關(guān)鍵。近年來,利用功能性核磁共振(functionalmagneticresonanceimaging,fMRI)對MCI記憶編碼和提取、視空間功能、執(zhí)行功能、默認網(wǎng)絡(luò)、針刺療法治療MCI等方面展開了許多研究。本文擬回顧近年這些方面研究情況,總結(jié)現(xiàn)今研究成果對MCI診斷與分型的作用和相關(guān)治療病理、生理學機制以及研究中所面臨的問題,并對未來繼續(xù)深入研究進行展望。20多年來,認為MCI為認知功能減退綜合征,是介于正常老化與癡呆之間的過渡狀態(tài)、移行狀態(tài)。Morris通過17535例健康者、MCI、癡呆患者的對比研究,證明了MCI和輕度癡呆之間存在診斷重疊,MCI可歸于輕度癡呆,其臨床表現(xiàn)為癡呆早期表現(xiàn)。Clifford等研究發(fā)現(xiàn)MCI患者2年內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)榘柎暮Ｄ?AD)患者比例約19%～50%。目前,中國已經(jīng)正式進入老齡化社會,2012年中國60歲以上老人人口比例大約占12%,真正高峰預計2030年到來,屆時中國60歲以上人口可能會超過3億。認知障礙和癡呆發(fā)病風險亦將伴隨老齡人口增多而增高,估計2050年全世界的癡呆癥患者數(shù)量將從2010年的3560萬增加到1.154億人。因此,對癡呆早期或MCI的研究具有重要意義,是一個迫在眉睫、亟待解決的難題。近年來,醫(yī)學科研工作者利用fMRI對MCI記憶編碼和提取、視空間功能、執(zhí)行功能、默認網(wǎng)絡(luò)、針刺療法治療MCI等方面進行了許多研究,亦取得了一系列成果。fMRI對MCI研究成果亦得到學術(shù)界的廣泛認可,2011年《中國癡呆與認知障礙診治指南(四):輔助檢查及其選擇》中已將fMRI作為B級推薦輔助檢查,認為其對診斷及鑒別診斷有參考價值。1mci對mci的研究1.1氧指數(shù)和用量對腦血流量的影響?yīng)M義的fMRI技術(shù)僅指BOLDfMRI,是當今研究腦功能最常用的一種方法。BOLD法進行腦功能研究,是根據(jù)檢測血流動力學變化以獲取腦激活圖像來評價腦功能。腦激活期間,神經(jīng)興奮性水平增強,局部腦血流及氧耗量均增加,但增加比例不同,腦血流量增加超過耗氧量的增加,激活區(qū)靜脈血氧濃度升高,順磁性的脫氧血紅蛋白相對減少,逆磁性物質(zhì)增加,使T2延長。上述血流的變化可以被高磁場MR的平面回波序列所采集,通過合理選擇刺激方式,運用后處理軟件即可實現(xiàn)腦功能的可視化,此法稱為BOLD法,也就是通常人們所指的fMRI。由于fMRI與其他腦功能成像手段相比,具有較高的空間和時間分辨率,對人體無創(chuàng)、無輻射傷害和費用較低等優(yōu)點,已成為目前腦功能成像研究中最常用的手段。當MCI患者在進行認知活動、情感活動、運動等任務(wù)時,利用fMRI檢測就可以顯示不同腦區(qū)的氧合與去氧合情況,腦區(qū)神經(jīng)元活動將通過fMRI圖像激活情況反映出來。1.2近5年的文獻數(shù)量以檢索詞(fMRI)ANDMCI在Pubmed檢索到1026篇文獻,其中近5年的文獻有656篇,近5年文獻量占檢出總量的50%。這表明利用fMRI對MCI的研究近幾年來得到更加重視、研究數(shù)量劇增,所取得成果亦更豐碩。1.2.1情景記憶編碼對小鼠海馬的影響海馬、海馬旁回、前額葉背外側(cè)區(qū)、額下回、頂后葉、顳葉、扣帶回等腦功能區(qū)參與記憶過程。但是,不同的記憶過程及類型涉及的激活區(qū)域是不一樣的。記憶編碼方面:對于MCI患者情景記憶編碼時腦區(qū)激活情況,目前尚無一致性的觀點。10年前Johnson和Machulda報道在使用刺激范例如熟悉圖畫識別刺激、適應(yīng)重復出現(xiàn)的視覺刺激、記憶復雜的視覺刺激(如感覺、表情)時出現(xiàn)上述區(qū)域激活減低。但Trivedi等研究證實在情景記憶編碼時,記憶遺忘型MCI(AMCI)患者fMRI圖像顯示內(nèi)側(cè)顳葉、前額葉、后扣帶回、頂葉皮質(zhì)下部得到顯著激活。Hamalainen等利用詞行變換表刺激,Kircher等利用文字編碼刺激時亦出現(xiàn)上述區(qū)域激活增強。記憶提取方面:10年前Johnson和Chetelat研究發(fā)現(xiàn)記憶提取時,MCI的后扣帶回皮層(PCC)激活較對照組降低。這樣的研究結(jié)果Ries在利用PDGPET研究時也得到一致的證實。Wei等在行情景記憶提取研究發(fā)現(xiàn)雙側(cè)額葉和左側(cè)海馬激活降低。Bai等發(fā)現(xiàn)記憶提取時,AMCI患者和海馬功能相關(guān)區(qū)域(前額葉、顳葉、頂葉、小腦)激活降低,并出現(xiàn)較正常人更多的分散的大腦功能增強區(qū)域。出現(xiàn)記憶編碼結(jié)果差異的真正原因目前尚未知,這些利用fMRI對AMCI患者情景記憶編碼的研究,都圍繞著實驗與臨床2個因素。對患者的行為習慣、AMCI的診斷標準、AMCI的輕重程度、統(tǒng)計學方法等缺乏統(tǒng)一標準。有可能這些臨床與實驗的因素差異導致了上述實驗結(jié)果的相互矛盾。利用fMRI對MCI記憶編碼與提取的研究雖已有較長的歷史,但至今仍未尋找出與此相關(guān)的特異性腦區(qū)。1.2.2背側(cè)通路障礙視空間處理主要有2大系統(tǒng),他們是獨立的功能網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。分別是腹側(cè)通路和背側(cè)通路,腹側(cè)通路主要由外側(cè)顳葉、顳枕葉組成,主要負責物體形狀識別;背側(cè)通路由頂葉投射至內(nèi)側(cè)顳葉、前額葉、運動前區(qū)的3個子通路構(gòu)成。近年,背側(cè)通路功能障礙被認為是AD視空功能障礙的基礎(chǔ)。Jacobs等研究顯示背側(cè)通路、腹側(cè)通路在MCI患者完成視空間任務(wù)時均被激活,認為通路激活和彌散程度增加為通路的代償狀態(tài)。MCI視空間障礙的研究尚不多,這些研究成果有可能為在此方面進一步研究提供參考,為MCI的分型與鑒別提供寶貴資料。1.2.3失所不在活動區(qū)域激活2009年Machulda在任務(wù)的編碼研究時發(fā)現(xiàn),認知功能正常的老年人(CN)會出現(xiàn)頂枕顳葉皮層、楔前葉、后扣帶回、丘腦、腦島以及額葉的內(nèi)前側(cè)腦區(qū)激活增強,AMCI激活的是上述區(qū)域解剖結(jié)構(gòu)上的子集,非記憶障礙型輕度認知功能障礙(nAMCI)激活的也是CN激活的子集,但激活區(qū)域較AMCI更小;在任務(wù)的識別時,CN激活上述除楔前葉區(qū)域,而AMCI和nAMCI激活同為CN的子集,二者未見區(qū)別。近年,Jin等應(yīng)用fMRI對有記憶缺失的MCI患者進行執(zhí)行功能研究,MCI患者和健康人同時完成簡化版4×4數(shù)字謎題網(wǎng)格,結(jié)果發(fā)現(xiàn)MCI患者雙側(cè)的后扣帶回、楔前葉臨近區(qū)域、雙側(cè)海馬表現(xiàn)出更強的激活區(qū)。Rami等研究發(fā)現(xiàn)AD前期患者在行視覺記憶任務(wù)時出現(xiàn)明顯的楔前葉、后扣帶回激活。MCI患者執(zhí)行任務(wù)時,楔前葉、后扣帶回的激活改變情況已為廣大學者所共識,這將為MCI分型、鑒別診斷、探究病理生理機制提供有價值的資料。激活改變可能是為MCI記憶減退、解決問題能力下降的一種代償。1.2.4dmn相關(guān)功能研究靜息態(tài)fMRI研究證實頂內(nèi)側(cè)葉、后扣帶回皮層、沿著內(nèi)側(cè)額葉和頂外側(cè)葉區(qū)域似乎形成一個功能網(wǎng)絡(luò),即默認網(wǎng)絡(luò),在不執(zhí)行任務(wù)時該網(wǎng)絡(luò)更活躍,在執(zhí)行認知任務(wù)時則為負激活狀態(tài),BOLD信號振幅低于基線。Michele等對默認模式提出質(zhì)疑,認為術(shù)語“默認模式”意味著可以解釋為大腦生理或認知的基線狀態(tài)下的活動,而許多人認為“默認模式”的實驗設(shè)置是誘發(fā)設(shè)置,是認知和行為失控的,其更反映了一個自我監(jiān)測的認知狀態(tài),而不是神經(jīng)靜止。MCI患者DMN受損已經(jīng)得到公認,近年研究圍繞著DMN不同腦區(qū)之間的功能聯(lián)系而展開。Wang等研究發(fā)現(xiàn)MCI患者PCC和與之功能相關(guān)的一些區(qū)域(大部分為DMN)之間功能聯(lián)系減弱。顳中回、海馬和枕顳內(nèi)側(cè)回之間以及楔前葉、后扣帶回皮層之間聯(lián)系減少;與此同時,與額葉皮質(zhì)的聯(lián)系增加。1.2.5針刺內(nèi)關(guān)穴的發(fā)現(xiàn)雖然應(yīng)用針刺療法治療MCI很多患者能取得不錯療效,但就其起效機制仍知之甚少。近年應(yīng)用fMRI研究針刺治療時的MCI和AD,試圖能尋找出針刺時不同腦區(qū)的病理生理改變情況以及不同神經(jīng)通路的傳導情況。研究發(fā)現(xiàn)針刺可以使顳頂葉部分區(qū)域、小腦激活增加,大腦記憶相關(guān)區(qū)域聯(lián)系通路得到增強。針刺太沖穴、合谷穴時可見到認知功能相關(guān)區(qū)域得到激活。針刺內(nèi)關(guān)穴可使PCC皮質(zhì)內(nèi)電活動振幅改變,并推測針刺內(nèi)關(guān)穴可能成為改善認知障礙候選方法之一。利用fMRI來研究針刺時MCI患者,已經(jīng)為針刺治療可行性尋得了不少證據(jù),也將可能為針刺治療機制尋得可信服的答案。2科學基因文明在針刺治療mci的研究中應(yīng)用fMRI對MCI的研究涉及結(jié)構(gòu)、功能影像學、MCI患者的準入情況、數(shù)據(jù)處理等多方面因素,其研究方法和研究角度不相同,得出的結(jié)果可能會出現(xiàn)差異,但許多研究成果在一定程度上也能形成共識。fMRI對MCI記憶編碼和提取、視空間功能、執(zhí)行功能、默認網(wǎng)絡(luò)的研究成果,從影像學層面進一步認識MCI特點,更有助于全面認識MCI,它為MCI的早期診斷、鑒別診斷、分型、預后評估以及揭示病理生理機制等方面提供寶貴的資料。fMRI對針刺療法治療MCI的研究成果是祖國傳統(tǒng)醫(yī)學治療疾病取得不錯療效的有力證據(jù),將有助于揭示此治療方案的病理生理學機制,為進一步研究治療打下基礎(chǔ)。fMRI對MCI的研究難度在于目前尚無完善的、權(quán)威的MCI的診斷標準,臨床研究可控因素較差,篩選出各方面都非常理想的病例難度較大,因此,許多前沿研究成果將有待長期研究。希望應(yīng)用fMRI能進一步發(fā)現(xiàn)MCI這一復雜綜合征更多的