早产儿大脑功能组织的改变：六岁时的运动任务与静息态功能性磁共振成像（fMRI）研究结果

《NeuroImage: Clinical》：Altered functional brain organisation in preterm Children: Motor task and resting-state fMRI findings at six years

早产儿6岁脑功能连接与运动任务激活差异研究。采用任务式和静息态fMRI，发现非常早产儿（VPT）在右侧手部运动任务中左颞叶激活更强，静息态基底节网络连接减弱，任务正负网络分离度降低。提示VPT儿童存在持续性脑功能重组，影响运动和认知功能。

　　本研究聚焦于非常早产（VPT）儿童在六岁时的功能脑组织特征，并将其与足月出生的对照组（TC）进行比较。通过功能性磁共振成像（fMRI）技术，研究人员分析了两种类型的脑功能变化：一种是在执行特定任务时的脑激活模式，另一种是在静息状态下不同脑网络之间的连接性。研究结果揭示了VPT儿童在神经组织组织和功能连接方面的显著差异，这可能对他们的认知和运动功能产生长期影响。

非常早产的儿童面临更高的神经发育不良风险，这些风险包括运动功能障碍、认知能力下降以及其他长期的神经生物学变化。研究发现，VPT儿童在进行右手指敲击任务时表现出更强的激活和更明显的左侧颞叶侧化，这与TC组的预期结果不同。这种异常的激活模式可能反映了大脑在执行任务时的补偿性重组或处理效率的降低。同时，在静息状态下，VPT儿童表现出较弱的基底神经节（如尾状核、豆状核和苍白球）之间的连接，以及在涉及重要认知功能的网络（如显著性网络、背侧注意网络和视觉网络）之间的连接减弱。此外，VPT儿童在默认模式网络（DMN）和前额顶网络（FPN）之间的反相关性也有所减少，这些变化可能与他们长期的神经发育问题相关。

从研究方法上看，实验对象来自澳大利亚布里斯班皇家布里斯班妇女医院（RBWH）的前瞻性研究，涵盖了一定数量的VPT儿童和足月对照组。研究采用了标准化的预处理步骤，包括对运动伪影的控制、信号校正和空间平滑处理。此外，研究还利用了外部的健康脑网络（HBN）和自主脑影像数据交换（ABIDE-II）数据，以提高分析的统计效力。这些数据集的纳入使研究人员能够更全面地评估VPT儿童与足月儿童之间的功能连接差异。

在结果分析中，研究发现VPT儿童在执行右手指敲击任务时，左颞叶的激活模式与TC组存在显著差异。尽管两组在初级运动皮层的激活程度相似，但VPT儿童在次级区域（如左颞叶）表现出更强烈的激活。这种现象可能表明VPT儿童在执行任务时采用了不同的神经策略，以补偿其在发育过程中可能受到的影响。此外，静息状态下的分析进一步揭示了VPT儿童在基底神经节和皮层网络之间的功能连接减弱，这可能与其长期的神经发育问题相关。

研究还探讨了这些功能连接变化与临床变量之间的关系。在基底神经节网络中，VPT儿童的连接性并未与出生时的孕周或出生体重显著相关，这可能意味着早产对功能网络的影响与环境因素更为相关。而在皮层网络中，VPT儿童在显著性网络、背侧注意网络和视觉网络之间的连接性减弱，这可能与他们的认知功能障碍有关。这些发现不仅有助于理解VPT儿童的神经生物学特征，也为开发早期干预措施提供了潜在的神经靶点。

在讨论部分，研究人员指出这些功能连接的变化可能反映了VPT儿童在发育过程中遭遇的神经网络重组。这种重组可能是由于早产导致的结构和功能上的变化，例如大脑皮层体积减少和白质损伤等。这些变化可能影响了VPT儿童在执行任务时的神经策略，使他们在某些区域表现出更强的激活，同时在其他区域表现出连接性减弱。这种现象可能意味着大脑在尝试通过其他区域的激活来维持功能表现，但这种补偿机制可能并不完全有效。

此外，研究还强调了神经可塑性的重要性。尽管VPT儿童在发育过程中面临诸多挑战，但他们的大脑仍然具备一定的适应能力。通过优化新生儿营养、进行认知训练等干预措施，可以改善VPT儿童的功能连接和整体神经功能。这表明，即使在早产的情况下，也有机会通过适当的干预来减轻长期的神经发育问题。

本研究的局限性之一是样本量相对较小，尤其是在对照组方面。虽然研究人员通过纳入外部数据集来提高统计效力，但这并不能完全替代更大规模、更具代表性的研究。此外，静息状态下的数据采集和处理仍然面临运动伪影的挑战，这可能影响结果的准确性。未来的研究可以考虑采用更自然的观察方法，以提高儿童的参与度和数据质量。

总体而言，本研究通过结合任务相关和静息状态下的fMRI分析，揭示了VPT儿童在六岁时的功能脑组织特征。这些发现不仅有助于理解早产对神经发育的影响，也为未来的干预策略提供了重要的参考。随着神经影像技术的不断发展，对VPT儿童的功能网络分析将更加精确，从而为改善其长期健康和功能提供更多的可能性。