《Frontiers in Aging Neuroscience》：Prefrontal and sensorimotor cortices showed opposite patterns of hemodynamic activity changes between eyes-open and eyes-closed conditions in blepharospasm
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背景：眼睑痉挛（blepharospasm, BSP）以不自主眼睑闭合和睁眼困难为特征，常导致功能性失明。然而，目前缺乏客观、定量的诊断标志物，且BSP患者在睁眼（eyes-open, EO）与闭眼（eyes-closed, EC）状态下的血液动力学差异尚不清
背景：眼睑痉挛（blepharospasm, BSP）以不自主眼睑闭合和睁眼困难为特征，常导致功能性失明。然而，目前缺乏客观、定量的诊断标志物，且BSP患者在睁眼（eyes-open, EO）与闭眼（eyes-closed, EC）状态下的血液动力学差异尚不清楚。
目的：为解决这一问题，研究人员利用功能性近红外光谱（functional near-infrared spectroscopy, fNIRS）测量前额叶皮层（prefrontal cortex, PFC）和感觉运动皮层在EO与EC状态下的氧合差异，并与健康对照（healthy controls, HCs）进行比较。
方法：研究人员分析了96例BSP患者和31名健康对照者的数据，使用由功能性近红外光谱测定的低频波动振幅（amplitude of low-frequency fluctuations, ALFF），测量前额叶皮层和感觉运动皮层对EO与EC状态响应的氧合差异。
结果：BSP组与HC组在EC与EO条件之间的差异呈现相反模式。在HC组中，额极区（frontopolar area, FPA）和眶额叶皮层在EC条件下的ALFF高于EO条件，而双侧感觉运动皮层在EC条件下低于EO条件。在BSP组中，双侧感觉运动皮层在EC条件下的ALFF高于EO条件，而额极区和双侧背外侧前额叶皮层在EC条件下低于EO条件。此外，通道44和通道3的EC-EO差异模式在两组之间表现出有前景的优异区分能力，尚待外部验证。
结论：BSP组与HC组在前额叶皮层和感觉运动皮层表现出相反的EO-EC差异模式。右侧S2与右侧FPA之间的delta EO-EC差异在该发现队列中对BSP具有有前景且优异的鉴别诊断价值，并有望成为需要外部验证和神经调控治疗靶点的早期诊断候选生物标志物。
1. 研究背景与目的
眼睑痉挛（blepharospasm, BSP）是最常见的局灶性肌张力障碍之一，以不自主眼睑闭合和睁眼困难为主要表现，可导致功能性失明。该病好发于50～60岁，患病率约为每百万人30～130例，女性多见。BSP的病因和病理生理机制尚未完全阐明，目前最有效的治疗是向过度活动肌肉注射肉毒毒素（botulinum toxin, BoNT），但疗效仅维持约2～3个月，且许多患者生活质量改善不明显。临床负担还体现在精神共病方面，约1/4至1/2的患者伴有焦虑和抑郁，部分患者存在轻度认知损害。由于缺乏客观有效的辅助诊断方法，BSP早期误诊率高达90%，平均诊断延迟约38个月。既往功能影像研究多在闭眼（eyes-closed, EC）静息状态下进行，但BSP的主要症状恰恰在睁眼（eyes-open, EO）时出现，因此亟需探索EO与EC状态下脑功能活动的差异，以揭示痉挛相关机制并建立基于脑功能的候选诊断标志物。已有正电子发射断层成像研究发现，BSP患者仅在EO状态下出现纹状体代谢降低，提示EC-EO对比可能揭示疾病相关脑功能障碍。此外，fNIRS具有抗运动干扰、便携、可在自然状态下快速检测脑功能的特点，更适合难以长时间保持头部静止的BSP患者。
2. 关键技术与方法
研究人员入组96例原发性BSP患者和31名年龄、性别、教育年限匹配的健康对照（healthy controls, HCs）。fNIRS数据采集使用NirSmart多通道近红外脑功能成像设备，23个发射器和15个探测器形成47个有效通道，采样率11 Hz，探头覆盖双侧前额叶、顶叶和颞叶，并通过三维定位系统获得蒙特利尔神经科学研究所（Montreal Neurological Institute, MNI）坐标。受试者在坐位安静状态下分别完成5 min EC和5 min EO采集，EO时注视1米外黑色十字标记；EO采集全程录像，累积闭眼超过30秒者排除。数据预处理采用Homer2去除坏通道，再用NIRS-KIT进行去趋势、TDDR运动校正和0.01～0.08 Hz带通滤波。以氧合血红蛋白（oxyhemoglobin, oxy-Hb）浓度计算低频波动振幅（amplitude of low-frequency fluctuations, ALFF）并标准化为zALFF；采用以条件（EO/EC）为组内因素、组别（BSP/HC）为组间因素的重复测量方差分析（repeated-measures analysis of variance, ANOVA），经错误发现率（false discovery rate, FDR）校正后p<0.05为显著；采用受试者工作特征（receiver operating characteristic, ROC）曲线评估候选指标的鉴别效能。
3. 研究结果
3.1 人口学资料
人口学比较显示，BSP组与HC组在年龄、性别、教育年限方面差异均无统计学意义（p>0.05），提示后续脑功能差异不受这些基本人口学特征干扰。BSP组Jankovic评分量表（Jankovic Rating Scale, JRS）评分为5.43±0.86，病程为52.35±39.49个月。
3.2 脑活动差异
在HC组内，通过EO与EC条件的比较发现，EO条件下额极区（frontopolar area, FPA）和眶额叶皮层（orbitofrontal cortex, OFC）的zALFF低于EC，而左侧初级运动皮层（primary motor cortex, M1）和双侧次级感觉皮层（secondary somatosensory cortex, S2）的zALFF高于EC。在BSP组内，EO条件下FPA和双侧背外侧前额叶皮层（dorsolateral prefrontal cortex, DLPFC）的zALFF高于EC，而双侧初级感觉皮层（primary somatosensory cortex, S1）和右侧S2的zALFF低于EC。组间比较显示，EC状态下BSP组OFC和FPA的zALFF低于HC组；EO状态下BSP组FPA和DLPFC的zALFF高于HC组，而右侧前运动皮层（premotor cortex, PMC）、双侧M1、双侧S1和双侧S2的zALFF低于HC组。这些结果通过两样本t检验和重复测量ANOVA获得，提示BSP患者在EC和EO条件下存在相反的前额叶-感觉运动皮层活动平衡改变。
3.3 ROC曲线分析
研究人员选取在两组中呈完全反向EO-EC模式的右侧S2（通道44）和右侧FPA（通道3），计算delta EO-EC指数，即EO(ch44-ch3)减去EC(ch44-ch3)。ROC分析显示，该指数区分BSP与HC的曲线下面积（area under the curve, AUC）为0.92，敏感性90.32%，特异性80.65%，约登指数0.797，截断值0.616。由于该指数和ROC评估来自同一发现队列，结果需在独立队列中外部验证。
4. 讨论与结论
讨论部分指出，EC条件下BSP患者前额叶FPA/OFC活动降低，可能反映静息态下对感觉运动环路自上而下调控减弱，与皮层抑制降低以及BSP患者的焦虑、抑郁等精神共病相关；EO条件下感觉运动皮层活动降低而前额叶活动增高，可能代表眼睑闭合抑制不足引发痉挛，同时前额叶通过增加注意和认知资源进行代偿性募集。HC组在EO时表现为感觉运动活动升高、前额叶活动降低，而BSP组恰好相反，提示两组存在“自发活动-抑制平衡”的反转。右侧S2与右侧FPA之间的delta EO-EC差异在发现队列中显示出良好的BSP鉴别价值，是有潜力的早期诊断候选标志物和神经调控治疗靶点。研究局限包括：未分析病程及严重程度与脑功能的相关性，未考虑非运动症状，横断面设计无法观察随时间的变化，ROC分析同队列可能产生偏倚，未直接操纵姿势因素，以及未前瞻性定量记录EO期间的眼睑痉挛发作次数。研究结论：BSP组与HC组在前额叶皮层和感觉运动皮层表现出相反的EO-EC差异模式；右侧S2与右侧FPA之间的delta EO-EC差异在该发现队列中对BSP具有优异的鉴别诊断价值，有望成为需要外部验证的早期诊断候选生物标志物和神经调控治疗靶点。
