基于脑电图微状态分析的脑小血管病相关认知障碍患者脑动力学变化研究

【字体: 时间:2025年08月22日 来源:European Journal of Medical Research 3.4

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  本研究针对脑小血管病(CSVD)相关认知障碍的早期诊断难题,通过脑电图(EEG)微状态分析技术,揭示了患者脑功能网络动态特征与认知功能的相关性。研究发现CSVD患者微状态MsA/MsB活动增强而MsC减弱,且微状态参数与MMSE、Stroop测试等神经心理学评分显著相关,为CSVD认知障碍提供了新型生物标志物。

  

脑小血管病(CSVD)作为导致血管性认知障碍的重要病因,其隐匿起病和渐进性认知功能衰退的特点给早期诊断带来巨大挑战。随着人口老龄化加剧,CSVD相关痴呆的疾病负担日益沉重,但现有神经影像技术难以捕捉早期功能性改变。认知功能下降往往在结构性损伤显现前就已发生,这促使研究者将目光投向具有毫秒级时间分辨率的脑电图(EEG)技术。

EEG微状态分析通过捕捉大脑自发活动的瞬时拓扑模式,为揭示CSVD认知障碍的神经机制提供了新视角。既往研究表明,四种经典微状态(MsA-MsD)分别对应听觉网络(AN)、视觉网络(VN)、突显网络(SN)和背侧注意网络(DAN)的功能活动。然而,CSVD如何影响这些网络动态及其与特定认知域的关系尚不明确。

绵阳市第三人民医院神经内科团队在《European Journal of Medical Research》发表的研究,创新性地将微状态分析与多维度神经心理学评估相结合。研究纳入42例CSVD患者和40例健康对照(HC),采用19导联视频EEG记录静息态数据,通过MICROSTATE-LAB 1.0工具箱进行微状态聚类分析,并系统考察了微状态参数与MoCA、MMSE、AVLT等12项神经心理量表的关联。

关键技术方法包括:1)19通道EEG采集与ICA去噪预处理;2)基于k-means算法的微状态聚类分析;3)计算持续时间、出现率、覆盖率和转换率等时域参数;4)采用广义线性模型校正年龄性别因素;5)Pearson相关分析微状态与神经心理评分的关联。

研究结果部分的重要发现包括:

  1. 1.

    神经心理学评估

    CSVD组在整体认知、记忆、视空间、执行和语言功能等领域的评分均显著低于HC组(p<0.05),证实患者存在多认知域损害。

  2. 2.

    静息态EEG微状态分析

    CSVD组呈现特征性改变:MsA-MsD出现率均降低(p=0.014-0.047),MsB-MsD持续时间延长(p=0.014-0.036)。特别值得注意的是MsC→MsA转换率显著降低(p=0.036),提示网络间交互能力下降。

  3. 3.

    微状态-认知功能相关性

    发现多个关键关联:MsD→MsC转换率与AD8评分负相关(r=-0.309),MsA→MsB转换率与MMSE负相关(r=-0.321),而MsD出现率与BNT命名测试正相关(r=0.338)。执行功能方面,MsA覆盖率和MsA?MsB转换率与Stroop C测试呈负相关,而MsC?MsD转换率呈正相关。

讨论部分指出,CSVD患者表现出"双模式异常":一方面MsA/MsB相关网络(AN/VN)活动增强,反映感觉信息处理的代偿性重构;另一方面MsC(SN)和MsD(DAN)网络功能减弱,导致注意控制和执行功能受损。这种特异性改变与CSVD主要累及额叶-皮层下环路和白质纤维束的病理特征相符。

该研究的创新价值在于:首次建立了CSVD认知障碍的微状态特征谱,发现MsD活动减弱可作为日常功能下降的预测指标,MsA?MsB转换异常与执行功能障碍显著相关。这些发现为开发基于EEG的早期诊断工具提供了理论依据,也为理解不同认知域损害的神经机制开辟了新视角。未来研究可结合fMRI等多模态数据,进一步验证微状态异常与特定脑网络功能障碍的对应关系。

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