《Epilepsy & Behavior》:Thalamic and functional correlates of processing speed in pediatric epilepsy syndromes: an exploratory neuroimaging study
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•更大的丘脑体积与更短的抉择反应时间相关。•躯体运动连接在反应时间方面表现出与综合征相关的变异。•当考虑非线性年龄效应时,这两个发现均有所减弱。•全网络分析未发现具有FDR显著性的综合征交互作用。引言儿童癫痫的良好发作预后是儿童中央颞叶棘波自限性癫痫(SeLECTS)和儿童失
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更大的丘脑体积与更短的抉择反应时间相关。
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躯体运动连接在反应时间方面表现出与综合征相关的变异。
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当考虑非线性年龄效应时,这两个发现均有所减弱。
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全网络分析未发现具有FDR显著性的综合征交互作用。
引言
儿童癫痫的良好发作预后是儿童中央颞叶棘波自限性癫痫(SeLECTS)和儿童失神癫痫(CAE)的典型特征[1]、[2]、[3];然而,这种良好预后并不能排除严重的认知和神经发育困难。临床上仍令人担忧的是,良好的发作控制并不一定能够保障学校功能或日常认知效率[2]、[4]、[5]。针对SeLECTS的系统性综述记录了广泛的认知困难,其中语言、执行功能、抑制控制与认知灵活性是最一致受影响的领域[6]、[7]、[8]。在CAE患者中,即使非发作期也报告存在注意力、认知、记忆问题以及更广泛的神经精神共病,且即便发作得到控制也可能持续存在[1]、[9]、[10]。尽管SeLECTS和CAE涉及不同的发作产生网络,但两种综合征均影响支持注意力和高效反应的大脑系统。SeLECTS和CAE源于不同的神经生物学基础:SeLECTS涉及Rolandic/周侧脑区,其功能性改变延伸至感觉运动、语言和注意等相关皮质网络[11]、[12]、[13]、[14]、[15]、[16],而CAE则以异常的丘脑皮层振荡为特征[1]、[3],影响半球间、注意力相关网络和默认模式网络[1]、[9]、[17]、[18]。尽管存在这种差异,但两种综合征均破坏了注意力、反应选择和认知效率的神经架构。虽然直接比较有限,但现有的结构和白质研究提示存在共享和独特的神经解剖模式[19]、[20]。基于与SeLECTS和CAE神经生物学及认知特征的相关性,选定了两个候选标志物。首先,躯体运动连接(SomMot)连接作为主要功能指标,鉴于其与SeLECTS病理生理学的相关性以及其在抉择反应时间(CRT)所需的反应选择和执行中的作用[11]、[12]、[13]、[14]、[15]、[16]。其次,选择丘脑体积,因为它在CAE病理生理学和儿童癫痫的认知表现中处于核心地位[1]、[21]、[22]。考虑到海马体积与两种综合征认知之间的新兴联系,将其作为探索性标志物纳入分析[19]、[20]、[21]。这些指标被分别检查,并未假设它们构成单一机制通路。现有文献存在三个关键空白。首先,大多数研究采用病例对照设计,仅识别神经差异,而未阐明SeLECTS与CAE之间综合征特异性的行为相关性[9]、[11]、[18]、[19]、[20]、[23]。其次,少数SeLECTS-CAE直接比较研究侧重于结构,忽视了功能性脑-行为关系[19]、[20]。第三,组间差异并不一定解释认知变异[21]、[22]。某种结构可能异常但在行为上是惰性的,或者虽然能预测表现但不是诊断标志物[21]、[22]。为填补这些空白,检验SomMot-CRT耦合中是否存在综合征特异性差异以及评估丘脑或海马体积是否与所有患者的CRT相关,都是有必要的。
为弥补这些空白,我们对公开可用的儿童癫痫神经影像数据进行了探索性次要分析。CRT为主要行为结果指标。主要结构分析检验了在合并癫痫样本中双侧丘脑体积与CRT之间的关联。预先指定的次要结构分析检查了海马体积,并纳入了区域体积×综合征交互作用,以检验SeLECTS与CAE之间的关联是否存在差异。主要功能分析评估了SomMot连接与CRT之间的关联在不同综合征间是否存在差异,同时进行探索性检验SomMot连接与双侧丘脑或海马体积之间关系的研究。本研究旨在识别CRT的候选神经相关物,而非确立因果通路或诊断标志物。
章节摘要
研究设计与数据来源
本回顾性研究是对已发表儿童癫痫队列中脱敏神经影像和认知数据的次要分析[24]。源数据包括在北京市首都儿科研究所诊断出SeLECTS或CAE的儿童,伦理审批由首都儿科研究所获取(批准号:SHERLL 2023042),并获得家长书面知情同意。本研究分析符合数据仓库的数据使用条款。本研究
参与者特征
原始数据集包括36名癫痫患儿(26名SeLECTS和10名CAE)。在排除1名因FreeSurfer分割失败而排除的SeLECTS患儿后,最终用于结构和功能分析的两组样本共包括35名儿童(25名SeLECTS和10名CAE)。
参与者特征见表1。SeLECTS组的平均年龄显著高于CAE组(113.2±32.4个月 vs. 87.2±20.9个月,p=0.009)。平均CRT和平均FD不存在显著差异
讨论
这项探索性研究通过皮质下结构-行为关联和功能性脑-行为耦合的综合征相关变异,考察了SeLECTS和CAE的认知效率。值得注意的是,我们的线性年龄模型产生了两个候选发现:首先,在合并癫痫样本中,双侧丘脑体积较大与较短的CRT相关;其次,SomMot连接在预测CRT方面显示出与综合征的临界显著交互作用。然而,统计支持
结论
双侧丘脑体积作为合并癫痫样本中较短CRT的候选结构相关物而显现。此外,发现了一个临界显著的SomMot连接×综合征交互作用,提示功能性脑-行为耦合可能存在与综合征相关的变异。由于这些发现对年龄模型规范化和多重检验校正高度敏感,它们仍处于假设生成阶段。需要通过更大规模、年龄均衡的纵向研究进行实质性验证
伦理声明
本研究是对公开可用的脱敏数据的次要分析,未涉及新的参与者招募、干预、参与者接触或可识别信息访问。源研究由首都儿科研究所批准(批准号:SHERLL 2023042),并获得了参与者家长的书面知情同意。本研究分析符合源数据仓库的数据使用条款。
CRediT作者贡献声明
张文倩:撰写初稿、可视化、方法论、形式化分析、概念化。简云波:撰写初稿、可视化、方法论、形式化分析、概念化。李彻:撰写-审阅与编辑、调查研究、数据管理。王小倩:撰写-审阅与编辑、调查研究。牛文全:撰写-审阅与编辑、监督、项目管理、概念化。
资金
本研究未获得公共、商业或非营利部门任何特定拨款机构的资助。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本论文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
张文倩 | 简云波 | 李彻 | 王小倩 | 牛文全