【摘要】：帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是一種多發(fā)于中老年群體的神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病。隨著人口老齡化的快速發(fā)展,中國PD患者人數(shù)將于2030年占全球總患病人數(shù)的50%左右。抑郁障礙是PD最常見的神經(jīng)精神癥狀之一,發(fā)病率在35-40%左右。隨著疾病的進展,發(fā)病率呈不斷增加的趨勢。已有證據(jù)表明抑郁障礙是PD神經(jīng)變性過程的產(chǎn)物,而不是對慢性致殘癥狀的簡單心理反應(yīng)。抑郁障礙與PD病人的機體功能減退和認知功能障礙有關(guān),是影響患者生活質(zhì)量的重要因素。了解PD病人抑郁障礙的發(fā)病機制,對該疾病的診斷和治療具有十分重要的作用。迅速發(fā)展的腦影像技術(shù)能夠幫助我們尋找PD伴發(fā)抑郁的生物學(xué)標(biāo)記和有效治療手段。腦影像技術(shù)主要從功能分化和功能整合兩個角度來研究人腦功能。它切合了目前對大腦研究的一種共識:大腦是功能分化和功能整合的統(tǒng)一體,不同的腦區(qū)分工不同,但各個腦區(qū)之間卻又是通過相互協(xié)調(diào)和共同作用來完成某項特定的行為和認知任務(wù)。目前的腦影像學(xué)著重從功能分化的角度探討PD伴發(fā)抑郁的神經(jīng)機制,研究結(jié)果強調(diào)PD伴抑郁病人在前額、邊緣和基底節(jié)區(qū)域的功能活動及組織結(jié)構(gòu)異常。然而,PD神經(jīng)變性的過程并非彌散、隨機的,而是以特定的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為靶點進行侵犯。因此,從功能整合(系統(tǒng)或者網(wǎng)絡(luò))的角度研究PD伴發(fā)抑郁的神經(jīng)機制,能夠幫助我們更好地理解該疾病的病理生理基礎(chǔ)。此外,考慮到PD伴發(fā)抑郁與抑郁癥的發(fā)病原因和臨床特點并不完全相同,對兩者的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)進行比較研究,將有助于尋找PD伴發(fā)抑郁特有的生物學(xué)特征,為該疾病的診斷和治療提供更加可靠、有效的影像學(xué)依據(jù)。本論文基于靜息態(tài)功能磁共振(fMRI)和彌散張量成像(DTI)數(shù)據(jù)來重構(gòu)腦功能網(wǎng)絡(luò)和解剖結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò),分為四個研究主題和8個具體實驗研究來探討PD伴發(fā)抑郁的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。靜息態(tài)fMRI研究利用基于種子點的功能連接分析方法揭示前額-邊緣環(huán)路的功能失調(diào)可能是PD伴發(fā)抑郁的重要機制。該疾病是否會對除前額-邊緣環(huán)路以外的,其它某些特定的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行破壞尚不清楚。研究一利用獨立成分分析(ICA)方法分解覆蓋前額、邊緣和基底節(jié)相關(guān)區(qū)域的功能連接網(wǎng)絡(luò),具體包括基底節(jié)網(wǎng)絡(luò)(basal ganglia network,BGN)、默認網(wǎng)絡(luò)(default-mode network,DMN)、凸顯網(wǎng)絡(luò)(salience network,SN)和雙側(cè)額頂控制網(wǎng)絡(luò)(left/right frontoparietal network,LFPN/RFPN),探討PD伴抑郁病人網(wǎng)絡(luò)內(nèi)及網(wǎng)絡(luò)間的功能連接變化。考慮到ICA模型階數(shù)選擇對網(wǎng)絡(luò)特性的影響,我們采用兩種不同分解水平的ICA方法挑選相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)成分。研究1比較PD伴抑郁組、PD不伴抑郁組和正常對照組在默認網(wǎng)絡(luò)、雙側(cè)額頂控制網(wǎng)絡(luò)、凸顯網(wǎng)絡(luò)和基底節(jié)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部功能連接的差異。研究2在研究1的基礎(chǔ)上,提取以上各個網(wǎng)絡(luò)成分的時間序列,計算相關(guān)矩陣,比較三組被試網(wǎng)絡(luò)間功能連接的差異。利用Spearman相關(guān)分析評估網(wǎng)絡(luò)內(nèi)及網(wǎng)絡(luò)間功能連接異常與PD病人疾病嚴(yán)重程度的相關(guān)性。研究結(jié)果顯示PD伴抑郁病人相較于PD不伴抑郁病人和正常對照,基底節(jié)網(wǎng)絡(luò)(殼核、尾狀核和丘腦)和默認網(wǎng)絡(luò)(外側(cè)頂葉)的功能連接降低,凸顯網(wǎng)絡(luò)(前扣帶)和左側(cè)額頂控制網(wǎng)絡(luò)(背外側(cè)前額葉)的功能連接升高,以及默認網(wǎng)絡(luò)與左側(cè)額頂控制網(wǎng)絡(luò)之間的功能連接升高。不僅如此,默認網(wǎng)絡(luò)、左側(cè)額頂控制網(wǎng)絡(luò)和凸顯網(wǎng)絡(luò)的功能連接異常與PD病人的抑郁嚴(yán)重程度相關(guān),與運動癥狀嚴(yán)重程度不相關(guān),說明默認網(wǎng)絡(luò)、左側(cè)額頂控制網(wǎng)絡(luò)和凸顯網(wǎng)絡(luò)的功能失調(diào)可以用來解釋PD病人抑郁癥狀的發(fā)生,而不是運動癥狀,進一步強調(diào)了這三個功能網(wǎng)絡(luò)在PD伴發(fā)抑郁中的重要作用。以上結(jié)果為構(gòu)建PD伴發(fā)抑郁的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型提供了重要參考。PD伴抑郁病人在基底節(jié)網(wǎng)絡(luò)、默認網(wǎng)絡(luò)、凸顯網(wǎng)絡(luò)和額頂控制網(wǎng)絡(luò)的功能連接異常,可能與黑質(zhì)紋狀體多巴胺系統(tǒng),中腦皮層/邊緣多巴胺系統(tǒng),藍斑去甲腎上腺素系統(tǒng)以及中縫核血清素系統(tǒng)的退行性病變有關(guān)。研究二旨在探討以上神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)變性與PD伴發(fā)抑郁的關(guān)系。我們利用基于種子點的功能連接分析方法構(gòu)建相應(yīng)的神經(jīng)遞質(zhì)傳導(dǎo)通路,揭示PD伴抑郁病人神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)的功能完整性是否受損。近期的靜息態(tài)fMRI研究證實以中腦核團(如:黑質(zhì)、腹側(cè)被蓋區(qū)、藍斑和中縫背核)為種子區(qū)計算功能連接,可以構(gòu)建出相應(yīng)的神經(jīng)遞質(zhì)傳導(dǎo)通路。研究3利用中腦概率模板提取腹側(cè)被蓋區(qū)和黑質(zhì),以腹側(cè)被蓋區(qū)和黑質(zhì)為種子區(qū)構(gòu)建多巴胺傳導(dǎo)通路,比較三組被試在該通路上功能連接的差異。研究4和研究5分別以藍斑和中縫背核為種子區(qū)構(gòu)建去甲腎上腺素和血清素傳導(dǎo)通路,比較三組被試在這兩條通路上功能連接的差異。研究結(jié)果顯示PD伴抑郁病人相較于PD不伴抑郁病人和正常對照,腹側(cè)被蓋區(qū)-前扣帶的功能連接升高,藍斑-背外側(cè)前額葉、藍斑-楔前葉以及中縫背核-前扣帶的功能連接降低,證實中腦皮層/邊緣多巴胺系統(tǒng)、藍斑去甲腎上腺素系統(tǒng)和中縫核血清素系統(tǒng)的神經(jīng)變性可能導(dǎo)致PD病人出現(xiàn)抑郁障礙。同時,腹側(cè)被蓋區(qū)-前扣帶、藍斑-背外側(cè)前額葉和藍斑-楔前葉的功能連接異常與PD病人的抑郁嚴(yán)重程度相關(guān),與運動癥狀嚴(yán)重程度不相關(guān),表明中腦核團與皮層區(qū)域之間的功能連接異常能夠解釋PD病人抑郁癥狀的發(fā)生,而不是運動癥狀。此外,前扣帶和背外側(cè)前額葉不僅是凸顯網(wǎng)絡(luò)和額頂控制網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分,同時也是構(gòu)成神經(jīng)遞質(zhì)傳導(dǎo)通路的核心結(jié)構(gòu),接受來自中腦核團(腹側(cè)被蓋區(qū)、藍斑和中縫背核)的遞質(zhì)投射。我們的研究結(jié)果表明PD伴抑郁病人前額皮層(前扣帶和背外側(cè)前額葉)的功能連接異�？赡芘c中腦核團的神經(jīng)遞質(zhì)投射減少有關(guān)。研究一和研究二利用功能連接分析方法探討PD伴發(fā)抑郁的異常腦功能整合機制,有助于了解該疾病大腦功能的改變。當(dāng)前的腦影像研究結(jié)果顯示PD伴抑郁病人在前額、邊緣和基底節(jié)相關(guān)區(qū)域的組織結(jié)構(gòu)(灰質(zhì)體積、皮層厚度和白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu))同樣發(fā)生改變,暗示功能和結(jié)構(gòu)的變化不是相互獨立的,它們是一種相互依賴的關(guān)系。研究三旨在探討PD伴抑郁病人聯(lián)結(jié)前額、邊緣和基底節(jié)的白質(zhì)纖維束的完整性是否遭到破壞,以及由前額、邊緣和基底節(jié)相關(guān)腦區(qū)構(gòu)成的白質(zhì)纖維連接網(wǎng)絡(luò)是否發(fā)生改變,從結(jié)構(gòu)層面揭示PD伴發(fā)抑郁的神經(jīng)機制。研究6利用DTI技術(shù)和基于白質(zhì)纖維骨架的彌散統(tǒng)計分析,考察PD伴抑郁病人相較于PD不伴抑郁病人和正常對照,聯(lián)結(jié)前額、邊緣和基底節(jié)的白質(zhì)纖維束的完整性是否受損。對白質(zhì)纖維束完整性的研究并不能揭示具體腦區(qū)間結(jié)構(gòu)連接的變化情況。研究7利用纖維束示蹤技術(shù)構(gòu)建由前額、邊緣和基底節(jié)相關(guān)腦區(qū)組成的白質(zhì)纖維連接網(wǎng)絡(luò),揭示PD伴抑郁病人底層的結(jié)構(gòu)連接是否發(fā)生改變。研究結(jié)果顯示相對于正常對照,PD伴抑郁和不伴抑郁組白質(zhì)纖維束完整性的破壞主要發(fā)生在雙側(cè)外囊和雙側(cè)上輻射冠;兩組病人之間無顯著差異。以上結(jié)果表明PD伴抑郁病人白質(zhì)纖維束完整性受損與PD不伴抑郁病人相似,并不具有特異性。外囊和上輻射冠受損可能導(dǎo)致PD病人出現(xiàn)運動和高級認知功能障礙。另外,PD伴抑郁病人相較于PD不伴抑郁病人,殼核-腦島的結(jié)構(gòu)連接升高,表明紋狀體-邊緣環(huán)路可能是PD伴發(fā)抑郁的重要環(huán)路基礎(chǔ)。從結(jié)構(gòu)層面探討PD伴發(fā)抑郁的神經(jīng)機制,可以幫助我們更好地理解腦功能與腦結(jié)構(gòu)變化之間的關(guān)系,為臨床診斷和治療提供更多的有用信息。以上對PD伴抑郁病人異常腦機制的研究結(jié)果顯示PD伴發(fā)抑郁與抑郁癥可能具有相似的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)。然而,少數(shù)功能影像研究通過直接比較PD伴抑郁與抑郁癥病人局部腦區(qū)功能活動和腦區(qū)間有向功能連接的差異,說明兩者之間存在不同的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)。研究四(研究8)利用基于大尺度腦網(wǎng)絡(luò)分析方法構(gòu)建PD伴抑郁組、PD不伴抑郁組、抑郁癥組和正常對照組的功能連接網(wǎng)絡(luò),比較四組被試網(wǎng)絡(luò)連接的差異,探討PD伴發(fā)抑郁與抑郁癥是否具有相似或者不同的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。研究結(jié)果顯示(1)與正常對照相比,PD伴抑郁組和不伴抑郁組在雙側(cè)中央后回到雙側(cè)枕中回的功能連接降低;(2)PD伴抑郁組與不伴抑郁組相比,沒有顯著差異;(3)抑郁癥組與正常對照相比,雙側(cè)中央后回到雙側(cè)枕中回,內(nèi)側(cè)前額葉到楔前葉的功能連接降低;(4)PD伴抑郁組與抑郁癥組相比,內(nèi)側(cè)前額葉到楔前葉的功能連接升高。PD病人(包括伴抑郁和不伴抑郁)在感覺運動皮層和視覺皮層之間的功能連接異常,可能與該疾病的運動功能和視空間功能障礙有關(guān)。抑郁癥病人視覺皮層的功能連接異�？赡軐�(dǎo)致視覺信息和其他認知過程(如:自我導(dǎo)向的思考)之間的整合失常。感覺運動皮層的功能連接異常與抑郁癥病人的精神運動障礙有關(guān)。此外,PD伴抑郁與抑郁癥病人在內(nèi)側(cè)前額葉-楔前葉的功能連接存在差異,表明默認網(wǎng)絡(luò)皮層中線結(jié)構(gòu)可能是區(qū)分PD伴發(fā)抑郁和抑郁癥的重要生物學(xué)標(biāo)記。研究一發(fā)現(xiàn)PD伴抑郁病人在默認網(wǎng)絡(luò)節(jié)點外側(cè)頂葉的功能連接異常。結(jié)合研究一的結(jié)果,我們推斷PD伴發(fā)抑郁和抑郁癥可能與默認網(wǎng)絡(luò)中的不同子網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。綜上所述,本研究利用靜息fMRI和DTI成像技術(shù),結(jié)合相關(guān)的腦連接分析方法,從功能和結(jié)構(gòu)兩個層面揭示PD伴抑郁障礙的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),整合功能和結(jié)構(gòu)兩個模態(tài)的信息,為該疾病的診斷和治療提供更為精確的神經(jīng)模型。我們的研究結(jié)果表明(1)PD病人抑郁障礙的發(fā)生與基底節(jié)網(wǎng)絡(luò)、默認網(wǎng)絡(luò)、額頂控制網(wǎng)絡(luò)和凸顯網(wǎng)絡(luò)的功能受損有關(guān);(2)中腦核團-皮層以及紋狀體-邊緣環(huán)路可能是PD伴發(fā)抑郁的重要環(huán)路基礎(chǔ);(3)PD伴抑郁病人前額皮層(背外側(cè)前額葉和前扣帶)的功能異常與中腦核團的神經(jīng)遞質(zhì)投射減少有關(guān);(4)默認網(wǎng)絡(luò)皮層中線結(jié)構(gòu)可能是區(qū)分PD伴發(fā)抑郁和抑郁癥的重要生物學(xué)標(biāo)記;(5)PD伴發(fā)抑郁和抑郁癥可能涉及了不同的默認網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)。PD伴發(fā)抑郁的確切機制目前尚不明確,不斷開發(fā)磁共振成像技術(shù)潛在的診斷價值,能夠加強對PD伴發(fā)抑郁臨床特征的認識,為該疾病的診斷和治療提供新的實驗基礎(chǔ)和理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R742.5;R749.4
【圖文】：

西南大學(xué)博士學(xué)位論文表 3-1 人口學(xué)和臨床變量相關(guān)信息正常對照組（N=34） NDPD 組（N=35） DPD（組 N=20） p 值57.26 5.95 57.80 7.11 58.30 7.66 0.811.62 4.91 10.69 3.29 11.15 3.12 0.6) 16/18 19/16 8/12 0.5 1.91 2.48 7.06 3.11 19.80 4.37 <0 29.12 1.77 28.66 1.66 28.60 1.10 0.3 分?jǐn)?shù) - 27.24 13.39 28.95 13.14 0.6 - 1.77 0.68 1.45 0.58 0.0- 6.06 3.53 5.45 2.84 0.5效劑量（mg） - 474.0 375.67 512.8 361.07 0.71育年限、HDRS 和 MMSE 分?jǐn)?shù)的組間差異利用單因素方差分析獲得；性別的組間差異利用卡方檢驗獲得；兩I、病程和左旋多巴等效劑量上的差異通過雙樣本 t-檢驗評估，H&Y 分級的差異通過秩和檢驗評估。

表 3-2 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部功能連接變化的主效應(yīng)結(jié)果區(qū) 半球 布羅德曼分區(qū) 團塊大小 MNI 坐標(biāo)x y zF 值底節(jié)網(wǎng)絡(luò)腦腦右側(cè)左側(cè)--17459, -3, 6-12, 6, 125.016.32狀核狀核右側(cè)左側(cè)--10912, -6, 15-12, 12, 05.464.25核核右側(cè)左側(cè)--201321, 6, 9-24, 9, 35.814.95認網(wǎng)絡(luò)前葉 右側(cè) 7 82 9, -63, 48 11.65側(cè)頂葉 右側(cè) 40 56 42, -48, 54 6.68頂控制網(wǎng)絡(luò)外側(cè)前額葉顯網(wǎng)絡(luò)扣帶左側(cè)右側(cè)924170 -12, 39, 39 9.52143 3, 21, 27 9.81：在 28 個成分?jǐn)?shù)的水平上，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部功能連接變化的主效應(yīng)結(jié)果。

在 70 個成分?jǐn)?shù)的水平上，基底節(jié)網(wǎng)絡(luò)（BGN）、默認網(wǎng)絡(luò)前部（aDMN）、默認MN）、默認網(wǎng)絡(luò)上后部（spDMN）、左/右側(cè)額頂控制網(wǎng)絡(luò)（LFPN/RFPN）和凸顯網(wǎng)布圖

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳文利;白潔;王毅;丁里;Jing-Huei;;功能磁共振評價人類大腦功能連接的方法、變量及影響因素[J];臨床放射學(xué)雜志;2013年06期

2 王英杰;沈輝;;腦靜息功能連接自發(fā)波動的可變性分析[J];中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報;2017年01期

3 王進平;李光勤;吳士明;晏加林;李莉;賀曦;;帶狀皰疹后神經(jīng)痛病人的腦默認網(wǎng)絡(luò)功能連接研究[J];中國疼痛醫(yī)學(xué)雜志;2018年08期

4 張軍鵬;王秈君;黃韞梔;;基于功能連接的腦磁弱源成像方法[J];智慧健康;2017年20期

5 李飛燕;李淑英;呂培培;王源莉;朱妍;潘紅慶;高鑫;;首發(fā)未治療青少年抑郁障礙患者靜息狀態(tài)下杏仁核功能連接異常改變及意義[J];山東醫(yī)藥;2018年42期

6 祖述臣;張立欣;;補陽還五湯配合針灸對氣虛血瘀型腦梗死大腦網(wǎng)絡(luò)功能連接及預(yù)后的影響[J];四川中醫(yī);2016年08期

7 陳俊;劉波;劉峴;陳志光;李寧娜;雒曉東;;功能磁共振成像評價帕金森患者靜息狀態(tài)下腦功能連接[J];中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù);2009年06期

8 王輝;陳楠;李坤成;段祥攻;;靜息態(tài)磁共振功能連接方法的多模態(tài)應(yīng)用[J];中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù);2016年04期

9 汪洋;張敬;林琳;孟亮亮;劉寧寧;秦文;于春水;薛蓉;;基底節(jié)區(qū)缺血性卒中患者初級運動皮層結(jié)構(gòu)和功能連接相關(guān)性的fMRI研究[J];中風(fēng)與神經(jīng)疾病雜志;2012年12期

10 張樂;郭宏;姜英健;李沂o

本文編號：2753611