揭示持续性姿势 - 知觉性头晕(PPPD)患者异常神经机制,为诊疗带来新曙光

【字体: 时间:2025年01月26日 来源:Communications Biology 5.2

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  持续性姿势 - 知觉性头晕(PPPD)是慢性前庭综合征常见病因,其具体神经回路、脑网络拓扑属性改变及与症状关联不明。研究人员对 30 名 PPPD 患者和 30 名健康对照者研究,发现异常神经网络和拓扑属性改变,与症状相关,为理解 PPPD 神经机制提供新视角。

  在日常生活中,头晕是一种常见却又令人困扰的症状,而持续性姿势 - 知觉性头晕(Persistent Postural-Perceptual Dizziness,PPPD)作为慢性前庭综合征的常见病因,更是给患者的生活带来诸多不便。尽管此前已有研究发现 PPPD 患者存在中枢异常,但具体的神经回路、脑网络拓扑属性的改变,以及这些改变与头晕、姿势不稳等症状之间的关系,一直是医学领域亟待解开的谜题。这不仅阻碍了对 PPPD 疾病本质的深入理解,也使得针对性治疗的开展困难重重。
为了攻克这些难题,北京大学第一医院神经内科等研究机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们通过对 30 名 PPPD 患者和 30 名年龄、性别相匹配的健康对照者进行研究,最终发现了 PPPD 患者潜在的异常神经回路,证实了多感觉和感觉运动整合存在异常,还观察到脑网络拓扑属性发生改变。这些重要发现为探索 PPPD 的病理生理机制提供了全新的视角,对未来 PPPD 的诊断和治疗发展具有重要的指导意义。该研究成果发表在《Communications Biology》杂志上。

在研究过程中,研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先,采用静息态功能磁共振成像(Resting-state Functional Magnetic Resonance Imaging,rs - fMRI)技术采集参与者的脑部图像数据;然后,借助 DPARSFA 软件基于 MATLAB 2022 平台对数据进行预处理;接着,运用网络 - 基于统计分析(Network-based Statistic,NBS)方法构建全脑功能连接矩阵,以揭示潜在的异常神经回路;最后,利用图论分析(Graph Theoretical Analysis)探讨脑网络拓扑属性的变化 。

研究结果如下:

  • 基线特征:30 名 PPPD 患者和 30 名健康对照者在年龄上无显著差异。PPPD 患者中,男性 17 名,女性 13 名,均为右利手,平均年龄 44.00 ± 11.34 岁,平均头晕残疾量表(Dizziness Handicap Inventory,DHI)评分为 47.47 ± 10.01,中位病程为 9 个月。部分患者存在合并症,但均不影响研究结果。
  • 网络 - 基于统计分析结果:通过构建全脑功能连接矩阵并进行 NBS 分析,发现 PPPD 患者存在异常神经网络,枕叶视觉皮层、楔前叶、感觉运动皮层、多感觉前庭皮层、小脑、颞叶和前额叶为关键节点。该网络包含 153 个节点和 238 条边,且在更严格阈值下仍显著。同时,网络连接图显示,PPPD 患者视觉网络内部、视觉与感觉运动网络、视觉与注意力网络之间的交互作用明显减少。基于 Dosenbach - 160 分区模板构建网络的验证分析,也得到了类似的异常神经网络结果。
  • 图论分析结果:在全局属性方面,PPPD 患者的全局效率、局部效率显著低于健康对照者,聚类系数的 AUC 值显著降低,特征路径长度的 AUC 值显著升高,但小世界系数、 assortativity 和 modularity 与健康对照者无显著差异。在节点属性方面,95 个节点的节点效率显著降低,40 个节点的节点聚类系数显著降低,2 个节点的度中心性降低,这些节点主要分布在视觉网络、感觉运动网络和默认模式网络等。
  • 相关性分析结果:异常神经回路中的 22 条边与 DHI 评分呈负相关,涉及右中央后回与视觉皮层等区域的连接。同时,全局效率、局部效率、聚类系数与 DHI 评分呈负相关,特征路径长度与 DHI 评分呈正相关。基于 Dosenbach - 160 分区模板构建网络的验证分析,也得到了类似的相关性结果。

研究结论和讨论部分指出,PPPD 患者存在异常神经网络,涉及视觉、感觉运动和多感觉前庭皮层等区域,表明这些患者在视觉、本体感觉和前庭信息的多感觉整合方面存在异常,可能导致空间感知和姿势控制能力下降。此外,脑网络拓扑属性的改变,如节点效率降低和信息传递效率低下,也与 PPPD 患者的临床症状密切相关。然而,该研究存在样本量相对较小、仅在静息状态下研究等局限性。尽管如此,这项研究首次揭示了 PPPD 患者的潜在异常神经回路和脑网络拓扑属性改变,为深入理解 PPPD 的病理生理机制奠定了基础,为未来开发更有效的诊断和治疗方法提供了新的方向,具有重要的科学和临床意义。

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