基于图论分析的儿童耐药性颞叶癫痫白质功能网络改变及其认知关联研究

本研究针对儿童耐药性颞叶癫痫(DRTLE)的白质(WM)功能网络机制不明的问题，结合rs-fMRI与图论分析，发现WM网络全局整合与分离失衡、联合纤维节点效率降低而连合/投射纤维代偿性增强的特征，揭示WM功能连接可作为临床分类的生物标志物(AUC=0.744)，为癫痫网络病理机制提供新见解。

　　

癫痫作为最常见的慢性神经系统疾病之一，全球约有5000万患者，其中约30%会发展为药物难治性癫痫(DRE)。颞叶癫痫(TLE)是DRE中最常见的类型，儿童患者尤其面临认知损伤和早逝风险。传统神经影像研究主要关注灰质(GM)功能网络，而占大脑体积50%的白质(WM)长期被视为静态的"神经电缆"。直到2013年Ding团队首次发现WM存在功能连接，这一领域才逐渐受到重视。然而，儿童耐药性颞叶癫痫(DRTLE)的WM功能网络特征及其与认知障碍的关系仍是未解之谜。

为解决这一问题，遵义医科大学附属医院的研究团队开展了一项开创性研究。研究结合静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)和图论分析，对43名DRTLE儿童和48名健康对照(HCs)的WM功能网络进行系统研究。通过构建128个节点的WM功能连接矩阵，计算全局和节点拓扑属性，并采用支持向量机(SVM)模型评估WM网络的分类效能。

研究采用的主要技术方法包括：1) 3.0T MRI采集T₁WI和rs-fMRI数据；2) 基于DARTEL的WM功能网络构建；3) 图论分析全局(如E_glob、σ)和节点(如BC、DC)拓扑属性；4) SVM模型进行病例-对照分类验证。

研究结果部分：
3.1 全局属性差异：DRTLE组表现出γ(t=-3.051)、σ(t=-3.108)和E_glob(t=-2.067)显著降低，Lp(t=2.077)增加，提示网络整合能力下降。

3.2 节点属性差异：联合纤维(如SLF、AF)节点效率普遍降低，其中左侧SLF的DC值降低最显著；而连合纤维(胼胝体小钳)和投射纤维(如皮质脊髓束)则表现出BC、NCp等指标升高。

3.3 临床相关性：左侧SLF的DC值与语言理解指数(VCI)呈正相关(r=0.422)，右侧中纵束的DC值与发病年龄负相关(r=-0.311)，提示早期发病者网络损伤更严重。

3.4 分类模型：基于WM功能连接的SVM模型达到73.6%的准确率和0.744的AUC值。

讨论部分指出，这是首个系统揭示儿童DRTLE WM功能网络特征的研究。研究发现的三重网络改变模式——联合纤维损伤、连合/投射纤维代偿性增强，为理解癫痫网络重组提供了新视角。特别值得注意的是，左侧语言相关纤维(如SLF、AF)的损伤与认知评分显著相关，而胼胝体和小脑脚的代偿性改变可能反映了儿童大脑独特的可塑性。这些发现不仅证实了WM在癫痫病理机制中的主动作用，其73.6%的分类准确率更表明WM功能连接有望成为儿童DRTLE的客观影像标记物。

该研究的创新性在于：首次将图论分析应用于儿童DRTLE的WM功能网络；发现不同于成人的网络重组模式；建立了WM功能连接与认知损害的定量关系。未来研究可通过扩大样本、结合DTI等多模态数据进一步验证这些发现。这项发表在《Brain Research Bulletin》的工作，为理解癫痫的网络本质开辟了新途径，对早期诊断和干预具有重要临床意义。