病毒诱导神经网络重塑在突发性耳聋和耳鸣中的机制研究：基于图注意力网络的新发现

突发性感音神经性耳聋(SSNHL)和耳鸣的神经机制尚不明确，尤其病毒(如SARS-CoV-2)感染的影响更缺乏系统研究。中山大学附属孙逸仙纪念医院团队采用图注意力网络(GAT)分析31例新冠相关SSNHL(COV-SSNHL)、32例非病毒性SSNHL和32例健康对照(HC)的脑功能连接(FC)，发现病毒组存在以背侧前扣带回(dACC)为核心的独特网络重塑，其听觉网络(AN)、凸显网络(SN)和默认模式网络(DMN)的异常连接与耳鸣严重程度显著相关。该研究为病毒性听觉障碍的神经机制提供了新见解，发表于《Computers in Biology and Medicine》。

　　

突发性耳聋和耳鸣是困扰全球数百万人的健康难题，而新冠疫情的爆发让这个问题变得更加复杂——临床观察发现，许多SARS-CoV-2感染者出现了突发性听力下降和更严重的耳鸣症状。传统观点认为这些症状主要源于外周听觉系统损伤，但越来越多的证据表明，大脑网络的异常重塑可能才是关键。然而，病毒如何改变大脑处理声音的方式？病毒性和非病毒性耳聋患者的脑网络有何异同？这些问题一直缺乏系统解答。

中山大学附属孙逸仙纪念医院的研究团队开展了一项创新性研究，他们首次将前沿的图注意力网络(Graph Attention Network, GAT)技术应用于脑电图(EEG)数据分析，比较了31例新冠相关突发性耳聋(COV-SSNHL)、32例传统突发性耳聋(SSNHL)和32例健康人的脑功能连接模式。研究发现，病毒不仅会引发独特的神经网络重组，还会通过改变关键脑区之间的"对话"方式加重耳鸣症状。这项突破性成果发表在生物医学与计算机交叉领域的权威期刊《Computers in Biology and Medicine》上。

研究人员采用了多学科交叉的研究方法：通过纯音测听和耳鸣匹配测试评估听觉功能；使用128导联EEG采集静息态脑电信号，经独立成分分析(ICA)去除伪迹；计算18个感兴趣脑区(涵盖AN、SN和DMN网络)在8个频段的滞后相干性作为功能连接指标；创新性地构建GAT模型，利用自注意力机制动态加权脑区交互，实现对患者群体的高精度分类；最后通过统计分析探讨功能连接与临床指标的相关性。

3.1 人口统计学和临床特征
三组在年龄、性别等基线特征上无显著差异，但所有SSNHL患者的听力阈值均显著高于健康对照组，证实了听觉功能的客观损伤。值得注意的是，COV-SSNHL组的耳鸣残疾量表(THI)评分更高，提示病毒可能加重了耳鸣的主观困扰。

3.2 GAT模型的功能连接分类
在delta频段，GAT区分COV-SSNHL与健康人的准确率达90.38%，关键特征包括左侧海马旁回(PHC)与默认网络区域(如后扣带回PCC)的连接减弱。而非病毒性SSNHL患者则表现为双侧PCC间连接的显著降低。当比较病毒与非病毒组时，theta频段的dACC与听觉皮层(AUC)的连接成为最显著区分特征，准确率达81.03%。

3.3 静息态功能连接特征变化
所有SSNHL患者都表现出SN与DMN网络内部的连接减弱，特别是insula与sgACC(膝下前扣带回)的连接强度与THI评分呈负相关。而COV-SSNHL组独有的特征是：dACC与AUC、PCC的连接强度与耳鸣严重程度呈正相关，提示病毒可能通过改变SN与听觉网络的耦合方式加剧症状。

3.4 耳鸣残疾与脑网络的关系
相关分析揭示了病毒特异性机制：在COV-SSNHL组，dACC与右侧PHC的连接强度与THI评分高度相关(r=0.583,p<0.001)，表明病毒可能通过改变记忆相关脑区与注意调控中心的交互，导致耳鸣持续存在。

这项研究首次系统揭示了病毒性与非病毒性突发性耳聋的神经机制差异。研究发现，虽然两类患者都存在SN和DMN网络的功能解体，但病毒感染者表现出以dACC为核心的独特重塑模式。这个位于大脑深处的"交通枢纽"似乎充当了病毒攻击的"重灾区"——它不仅与听觉皮层"通话"异常，还与情绪调节相关的OFC(眶额叶皮层)失去正常联系。这种多网络交互的紊乱可能解释了为何新冠患者的耳鸣往往更顽固、更令人困扰。

从临床角度看，这些发现为精准治疗提供了新靶点。例如，针对dACC的经颅磁刺激(TMS)或许能缓解病毒性耳鸣；而GAT模型鉴别的生物标志物可用于开发客观诊断工具。从理论层面看，研究支持了"三重网络"假说在听觉障碍中的应用，即SN、DMN和AN的协同失调是症状维持的关键。

当然，研究也存在一些局限，如样本量较小、未能完全排除心理应激的干扰等。未来需要更大规模的纵向研究来验证这些发现，并进一步探索病毒直接入侵与免疫介导的神经损伤的相对贡献。但无论如何，这项工作为理解病毒与神经系统的复杂互动开辟了新视角，也为后疫情时代的听觉健康管理提供了重要启示。