视觉-前庭脑兴奋性解离：药物调控EA2患者视觉运动刺激反应的fMRI研究

《Brain Communications》：Dissociable effects of medication on visual-vestibular brain excitability by visual motion stimuli in episodic ataxia type 2

本研究针对发作性共济失调2型（EA2）患者脑兴奋性异常的科学问题，通过功能磁共振成像（fMRI）技术，首次系统探讨了视觉（棋盘格）与视觉运动（光流）刺激下患者大脑视觉-前庭通路的反应模式。研究发现，未服药EA2患者初级视觉皮层（V1-V3）兴奋性降低，而多感觉前庭处理区（后岛叶、颞上回等）活动增强，且药物（4-氨基吡啶、乙酰唑胺）可逆转上述异常。这一发现揭示了EA2疾病内在的视觉-前庭相互作用失衡机制，为靶向治疗提供了影像学依据。

　　

当人们突然感到天旋地转、站立不稳，甚至看东西时眼前景物晃动，这可能是发作性共济失调2型（EA2）在作祟。这种罕见的神经系统疾病，源于CACNA1A基因突变导致的钙离子通道功能异常，患者不仅会反复出现共济失调发作，还常伴有偏头痛和癫痫风险。更令人困扰的是，EA2患者即使在发作间歇期，也常因小脑功能进行性退化而出现眼球震颤（如向下跳动性眼震），导致“振荡幻视”——即头部静止时视觉对象也持续晃动，严重影响生活质量。长期以来，学者们推测EA2的发作可能与脑内兴奋性异常有关，但感官刺激如何影响大脑活动，尤其是视觉与前庭系统的交互机制，仍缺乏直接证据。

为解开这一谜题，德国吕贝克大学医院的Janina von der Gablentz团队在《Brain Communications》发表了一项创新研究。他们利用功能磁共振成像（fMRI）技术，首次系统比较了EA2患者与健康人在接受视觉刺激时的大脑活动模式，并重点关注了药物治疗如何调节这种反应。研究团队假设，EA2患者的视觉皮层反应会减弱，而前庭皮层活动可能代偿性增强，且这种异常可被药物（如乙酰唑胺或4-氨基吡啶）纠正。

研究采用前瞻性队列设计，纳入21例经基因确诊的EA2患者和21例年龄匹配的健康对照。所有参与者接受两种fMRI视觉刺激任务：棋盘格翻转（激活初级视觉皮层）和光流运动（模拟自体运动，激活高级视觉区如V5/MT+）。通过全脑分析和感兴趣区域（ROI）定位，量化视觉区（V1-V3、V5/MT+）及前庭相关区（后岛叶、顶下小叶等）的BOLD信号变化。临床数据包括共济失调评分（SARA）、前庭功能测试等，并分组分析药物（10例服药 vs. 8例未服药）及疾病严重程度的影响。

关键方法概述

研究采用3T fMRI采集BOLD信号，刺激范式包括静息、棋盘格和光流条件。预处理使用SPM12，标准化至MNI空间，集群水平FWE校正。ROI分析基于电子脑图谱（eBrains Siibra），覆盖视觉、前庭及小脑区域（如V1、V5、蚓部VI/VII）。统计模型采用灵活因子设计，辅以Spearman相关和t检验分析临床关联。

研究结果

1. 全脑激活模式：视觉-前庭通路的解离性异常

健康对照在视觉刺激下显示出典型的双侧V1-V3及V5/MT+强烈激活。而EA2患者整体表现为初级视觉区（V1、V2）和小脑（Crus I/II、蚓部）活动减弱，但多感觉前庭区（后岛叶、颞上回、顶下小叶）活动增强。这种“视觉抑制-前庭兴奋”模式提示EA2存在视觉-前庭相互作用失衡。

2. ROI分析：视觉皮层低兴奋性与小脑-皮层脱节

ROI分析进一步证实，EA2患者双侧V1区对光流和棋盘格刺激的反应均显著降低（p<0.05），而前庭区如顶下小叶（PF）无组间差异。小脑区域中，患者蚓部VI/VII和半球Crus I/II激活减弱，提示小脑-视觉通路功能受损。

3. 药物效应：正常化视觉兴奋性与前庭皮层调控

未服药患者呈现显著的视觉皮层低激活和前庭区高激活，而服药患者（乙酰唑胺或4-氨基吡啶）的视觉皮层活动接近健康水平，且前庭区活动进一步增强。这表明药物不仅稳定小脑功能，还可能通过调节视觉-前庭相互作用减少发作。

4. 临床关联：疾病严重度与V5/MT兴奋性相关

发病年龄较晚的EA2患者V5/MT区对光流刺激的反应更强（r=0.55, p=0.021），且共济失调评分高（SARA≥4）者其前庭相关区（如CSv）活动更活跃，提示疾病严重度与多感觉整合区代偿性兴奋相关。

结论与意义

本研究首次通过fMRI揭示EA2患者存在视觉-前庭脑兴奋性的解离性异常：视觉皮层低兴奋性可能为代偿性抑制振荡幻视，而前庭皮层高活动则反映感觉整合代偿。药物可部分逆转这种异常，提示其作用超越小脑稳定，延伸至皮层兴奋性调控。这些发现为EA2的病理机制提供了新的神经影像学证据，并为未来靶向治疗试验奠定了理论基础。

局限与展望

研究限于发作间歇期数据，未捕获发作期脑活动变化；样本量较小且药物非随机分配。未来需结合视觉-前庭联合刺激范式，动态追踪发作期脑网络重组，进一步明确CACNA1A突变如何调控多感觉整合通路。