额叶皮质脑回化介导帕金森病海马亚区微观结构与认知功能的关联：一项聚焦嗅觉障碍的NODDI研究

本研究针对帕金森病中嗅觉障碍与认知损伤共病的神经机制难题，通过NODDI技术和脑回形态学分析，首次揭示右侧额盖区局部脑回指数(LGI)在介导海马亚区微观结构改变与认知功能关系中的关键作用，特别是在伴嗅觉障碍患者中这一中介效应更为显著，为早期识别认知衰退高风险人群提供了重要影像学标志。

　　

帕金森病作为一种进行性神经退行性疾病，不仅以运动症状为特征，其非运动症状同样严重影响患者生活质量。其中，嗅觉障碍和认知损伤是最常见且经常共存的非运动症状，超过90%的帕金森病患者在疾病早期就会出现嗅觉功能减退。更值得注意的是，嗅觉功能障碍被证明能够强力预测帕金森病患者后续的认知能力下降和痴呆风险增加。然而，这两种症状之间共享的神经基础至今尚未完全阐明。

针对这一科学难题，来自南华大学衡阳医学院第一附属医院放射科的研究团队开展了一项创新性研究，成果发表在《Meta-Radiology》期刊上。研究人员试图探索海马亚区微观结构、额叶皮质脑回形态与认知功能之间的内在联系，特别关注嗅觉功能障碍是否会影响这种关联。

研究团队采用了多模态神经影像技术结合中介分析的创新方法。他们招募了72名帕金森病患者，根据嗅觉功能评分将其分为伴嗅觉障碍组(PD-OD)和不伴嗅觉障碍组(PD-NOD)。所有参与者接受了高分辨率T1加权成像和多壳弥散加权成像(DWI)扫描。研究人员利用神经突方向离散度与密度成像(NODDI)技术量化海马亚区的微观结构特征，包括细胞内体积分数(F_intra)、取向分散指数(ODI)和各向同性体积分数(F_iso)等参数。同时，采用局部脑回指数(LGI)这一反映皮质折叠复杂度的形态学指标来评估额叶皮质区域的脑回模式。认知功能通过简易精神状态检查(MMSE)进行评估。统计分析采用PROCESS宏程序中的模型4进行中介效应检验，并通过5000次bootstrap抽样验证间接效应的显著性。

研究结果

参与者

研究共纳入72名参与者，包括43名PD-OD患者和29名PD-NOD患者。两组在年龄、性别、教育水平和病程上无显著差异，但PD-OD组在汉密尔顿焦虑量表(HAMA)、爱泼沃斯嗜睡量表(ESS)、非运动症状量表(NMSS)和统一帕金森病评定量表第三部分(UPDRS-III)评分上显著更高，表明伴嗅觉障碍的帕金森病患者临床表型更为严重。

额叶皮质LGI与认知表现的关系

研究发现双侧额叶皮质LGI值与MMSE评分呈显著正相关，特别是右侧半球。其中右侧额盖区(r=0.484)和右侧眶部(r=0.359)与认知表现的相关性最强，表明这些区域脑回复杂度的增加与更好的认知功能相关。

海马亚区NODDI参数与MMSE评分的关系

海马亚区ODI值与MMSE评分呈显著负相关，特别是在CA1、下托、前下托和分子层等区域。右侧前下托ODI值(r=-0.378)和左侧分子层ODI值(r=-0.352)与认知表现的相关性最强，表明这些区域微观结构的紊乱与较差的认知功能相关。

海马亚区微观结构与额叶皮质LGI的相关性

海马亚区ODI值与额叶LGI值呈显著负相关，特别是在右侧半球。右侧额盖区再次显示出最强的关联，表明海马微观结构的紊乱与额叶皮质脑回复杂度的降低存在结构上的关联。

额叶皮质LGI对认知衰退的中介分析

中介分析显示，右侧额盖区LGI显著部分中介了三个海马亚区ODI值与MMSE评分的关系：左侧下托(间接效应=-0.108)、左侧前下托(间接效应=-0.121)和右侧前下托(间接效应=-0.126)。这表明额叶皮质形态在连接海马微观结构改变与认知衰退之间起着重要的中介作用。

PD-OD亚组中增强的中介效应

在PD-OD患者亚组中，中介效应更为显著。右侧额盖区LGI完全中介了左侧下托微观结构改变与认知功能的关系(间接效应=-0.141)，并对左侧前下托(间接效应=-0.138)和右侧前下托(间接效应=-0.132)有显著部分中介作用，表明嗅觉功能障碍可能强化了海马-前额通路的结构关联。

研究结论和讨论部分强调，该研究首次揭示了帕金森病中存在一种重要的结构关联：海马亚区微观结构通过额叶皮质脑回化影响认知功能。右侧额盖区的脑回复杂度在这一关系中扮演关键中介角色，特别是在伴嗅觉障碍的帕金森病患者中，这一中介通路更为明显。这些发现为理解帕金森病认知障碍的神经机制提供了新视角，表明嗅觉功能障碍可能是更广泛神经退行性过程的临床指标。

该研究的重要意义在于整合了NODDI微结构成像与表面基皮质形态测量方法，提供了比传统影像学方法更敏感的神经退行性变化评估手段。海马下托和前下托被识别为易受微结构降解的关键区域，这些区域的退化可能影响前额叶网络完整性，从而解释与认知功能障碍的关联。研究结果支持将嗅觉功能障碍不仅视为临床症状，更作为认知衰退风险的分层生物标志物，这对早期预后、靶向临床试验选择和个体化治疗策略具有重要临床意义。

然而，研究者也指出研究的局限性，包括样本量相对较小、横断面设计无法推断因果关系、以及仅使用MMSE评估认知功能的局限性。未来需要更大规模、多中心的纵向研究来验证这些结构关联的稳健性，并明确这些结构和认知变化的时间动态关系。