经颅直流电刺激改善脑卒中后认知障碍患者脑网络连接与拓扑结构的静息态功能磁共振研究

本研究针对脑卒中后认知障碍(PSCI)这一临床难题，创新性地采用经颅直流电刺激(tDCS)干预，结合静息态功能磁共振(rs-fMRI)和图论分析，揭示了tDCS通过增强右侧楔叶-角回等4对脑区功能连接(FC)、提升全局效率(Eg)改善认知的神经机制，为tDCS临床应用提供了影像学证据。

　　

脑卒中已成为全球致残的首要原因，其中缺血性脑卒中(IS)占比高达80%。随着人口老龄化和心血管危险因素增加，脑卒中发病率持续攀升。更令人担忧的是，许多患者错过急性期再灌注治疗时间窗，幸存者常遗留严重的神经功能缺损，尤其是脑卒中后认知障碍(PSCI)——这种并发症可导致注意力下降、记忆减退甚至痴呆，严重影响患者生活质量。尽管认知训练和药物治疗等传统方法有一定效果，但疗效有限。近年来，非侵入性的经颅直流电刺激(tDCS)技术因其能调节大脑皮层兴奋性，在认知康复领域展现出独特潜力。然而，tDCS改善PSCI患者认知功能的具体神经机制尚不明确，特别是其对全脑网络层面的影响缺乏系统研究。

针对这一科学问题，首都医科大学附属北京潞河医院放射科的研究团队开展了一项突破性研究。他们采用双盲随机对照试验设计，对65例基底节区梗死的PSCI患者进行干预，通过静息态功能磁共振结合图论分析，首次系统揭示了tDCS调控脑网络连接与拓扑结构的神经机制。研究发现tDCS不仅能显著提升MMSE和MoCA评分，更重要的是增强了右侧楔叶(CUN.R)与角回(ANG.R)等关键脑区的功能连接，同时提高了全局信息传递效率(E_g)，且这种效率提升与认知改善呈正相关。该研究为tDCS的临床应用提供了坚实的影像学证据，论文发表在神经科学领域权威期刊《Neurological Sciences》。

研究团队采用了三项核心技术方法：首先，使用3.0T磁共振采集高精度rs-fMRI数据；其次，通过DPARSFA和GRETNA工具箱进行功能连接分析与图论计算；最后，采用AAL-90脑图谱分区评估90个脑区的网络特性。所有患者均为发病14天内的首次基底节梗死患者，通过严格随机分组接受真实或伪tDCS治疗。

功能连接分析结果显示，tDCS组治疗后4对脑区连接显著增强：右侧楔叶-角回(CUN.R-ANG.R)、双侧楔前叶(PCUN.L-PCUN.R)、左额下回三角部-岛叶(IFGtriang.L-INS.L)以及左额上回眶部-内侧额上回(ORBsup.L-SFGmed.L)。这些区域涉及默认模式网络和额顶控制网络的关键节点。

拓扑网络分析发现，tDCS组全局效率(E_g)显著提升(p<0.05)，而小世界属性(σ)未发生明显改变。这种选择性改变提示tDCS可能通过优化信息传输效率而非全面重组网络来促进认知恢复。

相关性分析揭示，E_g提升幅度与MMSE评分改善呈正相关(r=0.403)，这一发现直接证实了脑网络效率改善与认知功能恢复的神经机制关联。

该研究的创新性在于首次将rs-fMRI与图论分析相结合，系统阐释了tDCS改善PSCI的多层次机制：在微观层面增强特定脑区协同性，在宏观层面提升全脑信息整合效率。特别是发现tDCS对默认模式网络的调节作用，为理解PSCI的神经基础提供了新视角。尽管存在样本量有限、观察期较短等局限，但这项研究为开发基于脑网络调控的精准康复策略奠定了重要基础，未来可进一步探索长期干预效果及多模态影像标记物的预测价值。