"心脏射血分数保留型心力衰竭患者动态脑网络重构：揭示神经血管耦合与心功能异常的关联机制"

本研究针对心脏射血分数保留型心力衰竭（HFpEF）患者认知障碍的神经机制难题，通过静息态功能磁共振成像（fMRI）结合图论分析，首次系统揭示了HFpEF患者静态与动态脑网络拓扑属性的异常模式，发现其与左心室舒张末期内径（LVDd）、左心室质量指数（LVMI）等心功能指标显著相关，为心脑轴机制研究提供了新视角。

　　

心脏疾病与认知功能障碍的关联一直是医学界关注的焦点。在各类心力衰竭中，射血分数保留型心力衰竭（HFpEF）占半数以上病例，其患者虽未出现明显射血分数下降，却同样面临认知能力衰退的风险。既往研究表明，HFpEF患者常伴有记忆、执行功能等认知域损伤，但其背后的神经机制始终未能阐明。随着神经影像学技术的发展，科学家们逐渐意识到，大脑网络的重构可能是连接心功能异常与认知障碍的关键桥梁。然而，现有研究多聚焦静态脑网络，忽视了大脑活动的动态特性，且缺乏对特定脑区功能变化的精准定位。

为破解这一科学难题，东南大学附属中大医院溧水分院（南京溧水区人民医院）的研究团队开展了一项创新性研究。通过结合静息态功能磁共振成像（fMRI）与图论分析方法，研究人员系统比较了41例HFpEF患者与39名健康对照者的脑网络特征，首次揭示了HFpEF患者静态与动态脑网络拓扑属性的异常模式及其与心功能参数的关联。这项重要成果发表在《Brain and Spine》期刊，为理解心脑交互机制提供了全新视角。

研究采用多模态技术手段：首先通过3.0T MRI采集静息态fMRI数据，使用GRETNA软件进行预处理和脑网络构建；基于Brainnetome-246脑图谱划分246个脑区节点，计算全局/局部网络拓扑参数；采用滑动窗口法（窗口100s，步长2s）分析动态功能连接变异度；最后通过相关性分析探究脑网络参数与LVDd、LVMI、E/e′比值等心功能指标的关联。

静态网络拓扑属性结果

研究发现HFpEF组局部效率（Eloc）显著降低，左侧海马旁回（PhG_L）、扣带回（CG_L）和右侧岛叶（INS_R）等脑区的节点中心性（Dc）与节点效率（Ne）下降，而左侧丘脑（Tha_L）、右侧梭状回（FuG_R）等区域连接增强。这些区域涉及记忆整合、情绪调节等关键功能，提示HFpEF可能导致特定脑区信息处理效率的异质性改变。

动态网络拓扑属性结果

动态分析显示HFpEF患者左侧杏仁核（Amyg_L）、右侧扣带回（CG_R）等关键节点的中心性变异度显著降低，而右侧岛叶（INS_R）、右侧中央后回（PoG_R）等区域的局部效率变异度反而升高。这种"此消彼长"的模式反映了脑网络为应对心功能异常进行的动态重组。

相关性分析结果

最具突破性的发现是FuG_R节点的Ne属性与LVDd、LVMI呈正相关，而STG_L节点的Dc变异度与这些参数负相关。E/e′比值更与多个脑区参数显著相关：FuG_R的Dc属性、PCun_R的Ne属性与其正相关，而PhG_L的Dc属性、INS_R的Ne属性等与其负相关。这些发现直接证实了心功能参数与脑网络特征的定量关联。

讨论部分指出，HFpEF患者脑网络改变可能通过多重机制产生：心脏结构异常导致慢性脑灌注不足，通过神经血管耦合（neurovascular coupling）影响神经元活动；自主神经调节失衡和系统性炎症可能共同促使脑网络重构。值得注意的是，尽管研究对象未表现出显著认知评分差异，但其脑网络已呈现特征性改变，提示这些变化可能是认知障碍的前驱标志。

该研究的创新价值在于：首次系统描绘HFpEF患者动态脑网络特征，突破传统静态分析局限；发现特定脑区（如岛叶、扣带回）在网络重组中的核心作用，为"心脑轴"理论提供实证依据；建立心功能参数与脑网络指标的定量关系，为早期干预提供潜在生物标记物。未来研究可纵向追踪脑网络动态变化与认知衰退的时序关系，并探索药物对网络可塑性的调节作用。这些发现不仅深化了对HFpEF神经机制的理解，也为开发针对心脑共病的精准诊疗策略奠定了重要基础。