综述:高血压的功能性磁共振成像——关于脑连接性、区域活动及认知障碍的系统性回顾

【字体: 时间:2025年09月12日 来源:Neuroscience Informatics CS11.7

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  本综述系统探讨了功能性磁共振成像(fMRI)在高血压患者脑功能评估中的应用价值,指出其可早期识别默认模式网络(DMN)、额顶网络(FPN)等关键神经网络连接异常,以及与认知障碍(如执行功能与记忆衰退)的关联,为高血压相关脑损伤的早期生物标志物研究提供了重要依据。

  

引言

高血压作为一种全球高发疾病,是导致死亡与残疾的主要风险因素之一,全球患病人数已超过10亿,且预计将持续增长。除心脑血管系统外,高血压还会引发多器官损害,其中大脑是早期受累的重要靶器官。近年研究表明,持续性高血压可导致脑结构与功能改变,进而引起认知能力下降和痴呆风险上升。功能性磁共振成像(fMRI)通过检测血氧水平依赖(BOLD)信号,为研究高血压对大脑功能的影响提供了非侵入性手段。

方法

本系统评价严格遵循PRISMA指南,并在PROSPERO平台完成注册。文献检索覆盖PubMed、Scopus、Embase和Web of Science等数据库,时间范围为2005年1月至2025年1月。使用主题词包括“High Blood Pressure”“fMRI”“Cognitive Impairment”等,并借助Rayyan软件进行筛选与去重。最终纳入8项符合PECO框架的横断面研究,所有研究均通过JBI工具评估,方法学质量较高。

结果

共纳入8项研究,涵盖4960名受试者,地域分布包括英国、意大利、美国、中国和台湾。所有研究均使用3T MRI系统,其中7项采用静息态fMRI(rs-fMRI),1项采用任务态fMRI(n-back工作记忆任务)。

高血压患者普遍表现出多个关键神经网络的功能连接(FC)异常,尤其是默认模式网络(DMN)、背侧注意网络(DAN)、额顶网络(FPN)和显著性网络(SN)。例如,Carnevale等发现DAN和感觉运动网络(SMN)的FC显著下降,而Woodward等则报告在脑干、杏仁核等自主神经相关脑区中fALFF( fractional Amplitude of Low-Frequency Fluctuations)升高。

在区域活动层面,多项研究指出高血压患者区域同质性(ReHo)和低频波动幅度(ALFF)明显异常,例如后扣带回和颞上回等区域的ReHo值降低,表明白质微结构损害与功能失调密切相关。此外,图论分析显示高血压认知障碍(HTN-CI)患者全脑网络全局效率下降、最短路径长度增加,提示信息整合能力受损。

认知评估一致表明,高血压患者在MoCA、MMSE、数字符号编码(DSC)及逻辑记忆(LM)测试中表现较差,且这些认知衰退与DMN等网络的FC强度显著相关。值得注意的是,Gu等研究发现,某些情况下高血压认知障碍组在DMN子系统中表现出FC增强,可能是一种代偿机制。

讨论

本研究系统回顾了fMRI在高血压脑功能研究中的应用,结果表明rs-fMRI能够敏感捕捉高血压早期所引起的神经网络紊乱,这些变化可先于明显认知症状出现。DMN、FPN等重要网络的连接障碍与执行功能、注意力及记忆衰退密切相关,表明白质病变与神经血管耦合受损可能是潜在机制。

尽管当前证据支持fMRI作为高血压相关认知障碍的早期生物标志物,仍存在若干局限:研究多集中于高收入地区,样本代表性不足;横断面设计难以推断因果关系;各研究在fMRI数据采集与处理方法上尚未统一。未来需开展更多纵向研究,结合多模态影像与遗传-环境交互分析,进一步明确高血压影响脑功能的具体通路与干预策略。

结论

fMRI为揭示高血压对大脑功能的影响提供了有力工具,能够早期识别神经网络连接异常和认知衰退相关改变。其多项指标如FC、ReHo、f/ALFF等具备成为临床生物标志物的潜力,有助于高风险个体的识别与干预。未来需扩大研究样本和地域范围,推动fMRI在高血压脑损伤早期诊断与管理中的应用。

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