颞叶癫痫患者静态与动态功能连接密度的改变：海马硬化与MRI阴性亚型的比较研究

《Brain Research Bulletin》：Alternations in Static and Dynamic Functional Connectivity Density in Temporal Lobe Epilepsy with and without Hippocampal Sclerosis

本研究针对颞叶癫痫（TLE）患者脑功能网络异常机制不明确的问题，通过分析静态功能连接密度（FCD）和动态FCD（dFCD），发现TLE伴海马硬化（TLE-HS）和MRI阴性TLE患者均存在颞叶新皮层FCD降低，但dFCD升高仅见于MRI阴性TLE，且与认知评分相关。该研究为理解TLE亚型病理机制提供了新证据，并提示dFCD或可作为鉴别生物标志物。

　　

癫痫是常见的神经系统疾病，全球约1%的人口受其影响，其中颞叶癫痫（Temporal Lobe Epilepsy, TLE）是最常见的局灶性癫痫类型。值得注意的是，约30%的TLE患者在3.0 T磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）上未显示明显结构性异常，被归类为MRI阴性TLE。长期以来，学界对TLE伴海马硬化（Hippocampal Sclerosis, TLE-HS）与MRI阴性TLE是否属于同一疾病谱系存在争议。理解这两种亚型的异同，对于揭示其病理生理基础、实现精准诊断和治疗具有重要意义。传统研究多采用基于种子点的功能连接（Functional Connectivity, FC）分析，但该方法高度依赖先验种子区域选择，计算量大，且可能遗漏重要发现。

为解决上述问题，宋成如（Chengru Song）等研究人员在《Brain Research Bulletin》上发表了一项研究，创新性地结合静态功能连接密度（Functional Connectivity Density, FCD）和动态FCD（dynamic FCD, dFCD）方法，全面探讨了TLE-HS与MRI阴性TLE患者全脑功能网络的改变。FCD是一种基于体素、数据驱动的图论方法，无需先验假设，能快速评估特定体素与全脑其他体素的功能连接数量，从而量化网络节点的重要性。dFCD则通过滑动窗口方法计算FCD随时间变化的方差，反映功能连接的时间动态变异性。研究假设这两种TLE亚型均存在FCD和dFCD的异常，但这些异常模式可能存在差异，并可能与认知损伤相关。

本研究主要采用了静息态功能磁共振成像（resting-state functional MRI, rs-fMRI）技术。研究人员招募了53名健康对照（Healthy Controls, HC）、38名TLE-HS患者和51名MRI阴性TLE患者，所有参与者均接受了rs-fMRI和3D T1加权像（3D-T1WI）序列扫描。rs-fMRI数据经过预处理后，利用DynamicBC工具箱计算静态FCD和dFCD（滑动窗口长度为50个时间点，重叠度为80%）。为了验证dFCD结果的稳健性，还采用了另一组参数（窗口长度80 TR，重叠度95%）进行验证分析。基于FCD分析发现的异常脑区，进一步进行了种子点FC分析。统计学分析采用单因素方差分析（ANOVA）及事后检验，并进行了高斯随机场（Gaussian Random Fields, GRF）多重比较校正。此外，还分析了FCD/dFCD值与听觉词语学习测验（Auditory Verbal Learning Test, AVLT）等认知评分的相关性，并利用受试者工作特征（Receiver Operating Characteristic, ROC）曲线评估了dFCD对TLE亚型的鉴别能力。

神经心理学结果

与健康对照组相比，TLE-HS和MRI阴性TLE组在记忆和执行筛查（Memory and Executive Screening, MES）及AVLT多个分项（如即时回忆、延迟回忆）上均表现出认知功能下降。值得注意的是，TLE-HS组在MES和AVLT-N4/N5（延迟回忆）上的得分显著低于MRI阴性TLE组，提示TLE-HS患者的认知损伤可能更为严重。

FCD和dFCD的改变

静态FCD分析显示，与健康对照组相比，TLE-HS和MRI阴性TLE组在致病灶同侧的颞叶新皮层（包括颞中回^{Middle Temporal Gyrus, MTG}和颞上回^{Superior Temporal Gyrus, STG}）均表现出FCD值的降低。然而，TLE-HS组异常簇的范围更大。动态dFCD分析则发现，仅在MRI阴性TLE组中，致病灶同侧的颞中回和颞下回^{Inferior Temporal Gyrus, ITG}的dFCD值显著高于健康对照组，并且也显著高于TLE-HS组。验证分析结果与主要发现一致，支持了dFCD结果的可靠性。

相关性分析

在MRI阴性TLE患者中，同侧颞中回的dFCD值与MES评分（r = 0.340, p = 0.034）、AVLT-N1（r = 0.430, p = 0.006）和AVLT-N2（r = 0.334, p = 0.038）呈正相关，表明dFCD升高（功能交互更灵活）与较轻的认知下降相关。

ROC分析

基于dFCD在MRI阴性TLE中的特异性升高，ROC分析显示，同侧颞中回的dFCD值在区分TLE-HS和MRI阴性TLE方面具有中等鉴别能力（曲线下面积^{Area Under The Curve, AUC} = 0.721）。

种子点FC分析

以显示FCD组间差异的左侧颞中回（MNI坐标：-48, -27, -3）为种子点进行FC分析。结果显示，与健康对照组相比，TLE-HS患者在与种子点的功能连接上表现出更广泛的减弱，涉及双侧颞叶新皮层、额下回以及左侧额上回。而MRI阴性TLE患者的FC减弱主要局限于同侧颞叶新皮层。这表明TLE-HS患者的脑网络功能连接受损更为广泛。

研究结论与讨论部分强调，结合静态FCD和动态dFCD分析，为理解TLE全脑功能网络的损伤和代偿机制提供了新颖且互补的证据。两种TLE亚型在静态FCD上表现出相似的异常模式（同侧颞叶新皮层FCD降低），且TLE-HS组的异常更为显著和广泛，这支持了MRI阴性TLE可能具有相似但较轻功能损伤模式的假说。dFCD的特异性升高（仅在MRI阴性TLE中发现）则揭示了该亚型独特的动态功能特征，可能反映了其致痫灶活动导致的不稳定状态，或是一种应对静态功能连接降低的代偿机制（其与认知评分的正相关支持了后一种可能）。此外，dFCD所展现出的中等鉴别能力，提示其有潜力作为辅助鉴别TLE亚型的神经影像学生物标志物。这项研究深化了对TLE病理生理机制的理解，并为未来开发新的诊断工具提供了重要线索。研究的局限性包括样本量有待扩大、未结合脑电图-功能磁共振（EEG-fMRI）技术以及需要更复杂的分类器进行验证，这些也是未来研究的方向。