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为探究 BF 在 PD 非运动症状中的作用,韩国江南延世 Severance 医院研究人员开展其与睡眠、认知关系研究。结果发现 Ch4 不同部位体积及功能连接分别与睡眠、认知相关。该研究为理解 PD 发病机制提供新视角,值得科研读者一读。
在帕金森病(PD)的世界里,睡眠障碍和认知功能障碍就像两个 “捣蛋鬼”,给患者的生活带来了极大的困扰。睡眠障碍包括入睡困难、白天过度嗜睡、睡眠中出现异常事件等,大约 60 - 90% 的 PD 患者都会受到影响 ,而且随着病情发展,这些问题会越来越严重。认知功能障碍也不容小觑,约 40% 的患者在确诊时就已经存在轻度认知障碍,最终高达 80% 的患者会发展为痴呆。这两个 “捣蛋鬼” 不仅严重影响患者的生活质量,甚至还和死亡率有关。
可这两个 “捣蛋鬼” 背后的 “黑手” 到底是谁呢?科学家们发现,PD 患者睡眠和认知问题的机制十分复杂。夜间帕金森运动症状、夜尿症或精神症状等非运动症状,以及治疗相关因素都会影响睡眠质量;而认知能力下降则与错误折叠的蛋白质、遗传和神经炎症有关。此外,单胺能系统(包括多巴胺能和非多巴胺能神经元)在 PD 病理中特别容易受到影响,它们的退化会导致各种睡眠和认知问题。由于涉及多个皮质和皮质下结构,想要明确 PD 中睡眠障碍和认知能力下降的神经关联可不容易。
这时,基底前脑(BF)进入了科学家们的视野。BF 是大脑中重要的神经递质调节系统,广泛参与认知、学习和睡眠 - 觉醒周期。神经病理学和神经影像学研究表明,它的胆碱能神经元容易受到 PD 病理的影响。虽然临床研究已经关注到 BF 胆碱能功能障碍与包括路易体病谱系在内的认知障碍的关系,也有研究探索了胆碱能功能障碍与 PD 中快速眼动睡眠行为障碍的联系,但 BF 胆碱能系统在 PD 患者睡眠障碍中的重要性却一直没有得到足够的重视。
为了揭开 BF 在 PD 患者非运动症状中的神秘面纱,韩国江南延世 Severance 医院的研究人员在《npj Parkinson’s Disease》期刊上发表了一篇名为 “Subregional basal forebrain volume and functional connectivity associated with sleep and cognition in Parkinson’s disease” 的论文。他们通过研究发现,在 PD 患者中,Ch4(基底核 Meynert 的胆碱能成分)前部体积减少及其与默认模式网络(DMN)异常增加的功能连接,与整体睡眠质量差密切相关;而 Ch4 后部体积减少则与认知功能下降有关。这一发现揭示了 BF 胆碱能系统在 PD 患者睡眠和认知方面具有不同的功能,为深入了解 PD 的发病机制提供了新的视角。
研究人员为了开展这项研究,用到了好几个关键技术方法。首先,他们回顾性地收集了 79 名新诊断为 PD 的患者和 34 名年龄、性别匹配的健康对照者的资料。对这些参与者进行了一系列检查,包括运动障碍协会赞助的统一 PD 评定量表(MDS - UPDRS)评估、脑部磁共振成像(MRI)、
F - FP - CIT 正电子发射断层扫描(PET)、详细的神经心理学测试以及匹兹堡睡眠质量指数(PSQI)问卷调查。然后,利用 MRI 技术获取脑部图像,通过 FreeSurfer 7.2 软件和统计参数映射 12(SPM12)等工具对图像进行处理,测量 BF 及其亚区域的体积。对于静息态功能 MRI(rs - fMRI)图像,也进行了一系列预处理和分析,来研究 BF 与其他脑区的功能连接。最后,运用统计学方法,分析 BF 体积和功能连接与睡眠相关参数和认知功能之间的关系。
下面我们来看看具体的研究结果:
- 人口统计学和临床特征:研究纳入了 79 名 PD 患者(平均年龄 70.7 ± 8.0 岁,41 名女性)和 34 名健康对照者(平均年龄 68.4 ± 7.7 岁,20 名女性)。PD 患者运动症状的平均发病年龄为 68.9 岁,平均病程为 1.8 年,平均 MDS - UPDRS 第三部分总分为 24.9。
- 睡眠障碍和认知功能障碍:健康参与者的 PSQI 全球评分均值略低于 PD 患者,但差异不显著。不过,PD 患者中睡眠效率与健康对照组有显著差异,且 PD 患者中 46.8% 为睡眠质量差者,高于健康对照组的 32.4%。PD 患者最常报告的睡眠问题是睡眠障碍和白天功能障碍,但频率与健康对照组无显著差异。此外,PD 患者中轻度认知障碍的患病率为 27.9%,其 K - MMSE 总分均值低于健康对照组。
- BF 体积与睡眠相关参数和认知功能评分的关系:经过错误发现率校正后,PD 患者的 PSQI 全球评分与 Ch4ai 和 Ch4al 体积呈负相关;Ch4p 体积与视觉空间、记忆和执行功能领域的 z 评分呈正相关,而其他 BF 亚区域体积与认知功能无明显关联。在健康对照组中,BF 亚区域体积与 PSQI 评分和认知测试评分均无相关性。
- PSQI 全球评分与 BF 功能连接的关系:研究发现,PD 患者中 PSQI 全球评分与 Ch4al 到后扣带回、下顶叶、前颞叶和内侧眶额叶皮质的功能连接呈正相关,而其他 BF 亚区域与 PSQI 全球评分无显著关联。在健康对照组中,BF 亚区域与皮质和皮质下结构的功能连接与 PSQI 全球评分也无显著相关性。
- 认知评分与 BF 功能连接的关系:在 PD 患者中,无论是特定领域还是全球认知评分,都与 BF 亚区域到脑区的功能连接无关。
综合这些研究结果,我们可以得出以下结论:研究人员通过对 PD 患者 BF 体积和功能连接的分析,发现 BF 的不同亚区域在调节睡眠和认知方面似乎有着不同的分工。Ch4 前部体积减少和其与 DMN 功能连接的异常增加与睡眠质量差有关,而 Ch4 后部体积减少则和认知功能障碍相关。这一研究成果意义重大,它首次在体内证明了 PD 患者的整体睡眠质量与 BF 胆碱能系统功能障碍显著相关,揭示了 BF 胆碱能系统在 PD 患者睡眠和认知中的不同作用,为理解 PD 的发病机制提供了新的方向。
不过,这项研究也存在一些局限性。比如,研究主要依赖问卷调查来评估睡眠,没有采用多导睡眠图或活动记录仪等客观检查方法;没有考虑检查前一天的总睡眠时间和整体睡眠质量;BF 亚区域结构小且彼此相邻,构建功能连接图时难以完全排除相邻区域的影响;MRI 图像采集的高分辨率虽然有助于测量小的 BF,但会导致信噪比低,空间平滑处理又可能影响空间分辨率;而且 PD 患者中 Ch4al 功能连接增加的结论还需要更大样本量的研究来进一步验证。
尽管如此,这项研究依然为我们打开了一扇了解 PD 患者非运动症状的新窗户。它让我们看到了 BF 胆碱能系统在睡眠和认知方面的复杂作用,也为后续研究指明了方向。未来的研究可以在弥补这些局限性的基础上,更深入地探索 BF 与 PD 非运动症状之间的关系,说不定能找到新的治疗靶点,为 PD 患者带来更多的希望。