帕金森病中尾状核功能连接与胃肠节律的胃选择性关联：一项静息态fMRI与胃肠电图研究

《Brain Sciences》：Gastric-Selective Associations of Caudate Functional Connectivity with Gastrointestinal Rhythms in Parkinson’s Disease: A Resting-State fMRI and Electrogastroenterography Study

　　

背景/目的：胃肠动力障碍（Gastrointestinal dysmotility, GID）是帕金森病（Parkinson’s disease, PD）常见的非运动表现。然而，其外周电生理特征以及脑-肠轴（brain–gut axis）内的潜在神经机制仍未被充分理解。本研究旨在描绘PD中胃肠起搏活动的时空异常，并探讨其与大脑功能连接（Functional connectivity, FC）的关联。方法：研究人员从PD患者和健康对照（Healthy controls, HCs）中获取了多通道胃肠电图（Electrogastroenterography, EGEG）记录，包括餐前和餐后状态下的胃区（导联1–4）和肠区（导联5–8）信号，同时进行静息态功能磁共振成像（Resting-state functional MRI, rs-fMRI）。选择纹状体-丘脑回路（striatal–thalamic circuit）作为FC分析的种子区。采用协方差分析（Analysis of covariance, ANCOVA）评估EGEG衍生的时空指标的组间差异，而FC差异则通过双样本t检验进行检验。进行偏相关分析以评估神经影像学指标、异常的胃肠电生理指标和临床变量之间的关联。通过比较依赖相关系数进一步检验相关性的区域特异性。此外，使用偏典型相关分析（Partial canonical correlation analysis, pCCA）结合1000次置换检验评估多变量脑-肠连接性。结果：与HCs相比，PD患者在餐前和餐后状态下，胃区和肠区的正常慢波比例均显著降低（pFDR < 0.05）。FC分析显示，PD中左侧丘脑与右侧脑岛之间的连接性增加，而尾状核和壳核的半球间连接性显著降低。此外，PD组左侧苍白球与左侧中央前回之间的FC减弱。偏相关分析显示，餐后正常慢波分数与半球间尾状核连接性呈正相关（r = 0.63, pFDR = 0.047）。此外，左侧丘脑-右侧脑岛连接性与非运动症状量表（Non-Motor Symptoms Scale, NMSS）总分（r = 0.57, pFDR = 0.042）和胃肠道子量表分数（r = 0.63, pFDR = 0.037）均相关。在多变量层面，pCCA显示豆状核连接性与餐前胃慢波节律之间存在强关联（典型相关r = 0.892, p = 0.004）。结论：在PD中，尾状核FC与胃而非肠的电生理活动显示出优先关联。多变量分析进一步证明豆状核连接性与基线胃起搏节律之间存在显著的网络层面关联，将区域发现扩展到更广泛的网络交互。总之，这些结果提供了多模态相关性证据，反映了PD中中枢和外周平行的改变，突显了中枢网络与外周胃肠节律性的同步变化。

帕金森病（Parkinson’s disease, PD）是一种进行性神经退行性疾病，其非运动症状中的胃肠动力障碍（Gastrointestinal dysmotility, GID）高度普遍，但外周电生理特征及脑-肠轴（brain–gut axis）的神经机制尚不清楚。以往研究多依赖主观症状量表，缺乏直接定量证据连接中枢网络与特定外周胃肠电生理节律。为此，本研究采用多模态设计，整合静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）与多通道胃肠电图（EGEG），旨在描绘PD中胃肠起搏活动的时空异常，并探索其与大脑功能连接（FC）的关联，重点关注纹状体-丘脑网络。论文发表在《Brain Sciences》。

研究人员招募了23例PD患者和25例健康对照（HCs），匹配年龄、性别和教育水平。PD患者均在多巴胺能“OFF”状态下接受评估，并完成临床量表（如MDS-UPDRS-III、NMSS、MoCA、HAMA、HAMD）。关键技术方法包括：rs-fMRI数据采集与预处理（使用CONN工具箱和SPM12，去除前10个时间点、头动校正、空间标准化、带通滤波等），以纹状体-丘脑网络（双侧丘脑、尾状核、壳核、苍白球）为种子区进行体素水平FC分析；多通道EGEG记录（餐前和餐后各20分钟，8导联，胃区导联1–4，肠区导联5–8），提取正常慢波百分比（NSW%）等参数；统计方法包括ANCOVA（调整年龄、性别、BMI、认知、焦虑抑郁）、双样本t检验（FC组间比较，FDR校正，附加种子水平Bonferroni校正）、偏相关分析（调整临床协变量）、Steiger's Z检验（区域特异性）以及偏典型相关分析（pCCA，1000次置换检验）。

研究结果如下：
**3.1 人口学与临床特征**：两组在年龄、性别、BMI、教育水平、认知状态（MoCA）、焦虑（HAMA）和抑郁（HAMD）评分上无显著差异。
**3.2 胃肠肌电参数的时空破坏**：通过ANCOVA分析，与HCs相比，PD患者在餐前和餐后状态下，胃区（导联1–4）和肠区（导联5–8）的正常慢波比例（NSW%）均显著降低（p_FDR < 0.05），表明胃肠起搏活动广泛受损。
**3.3 静息态FC的改变**：通过双样本t检验，PD组显示左侧丘脑与右侧脑岛之间的FC显著增加，而双侧尾状核之间、双侧壳核之间的半球间FC显著降低，以及左侧苍白球与左侧中央前回之间的FC显著减弱（体素水平p<0.001，簇水平p_FDR<0.05，且均通过种子水平Bonferroni校正p<0.00625）。
**3.4 偏相关分析结果**：在PD组中，调整协变量后，双侧尾状核的半球间FC与餐后胃正常慢波百分比呈显著正相关（r=0.63，p_FDR=0.047），而与肠区指标无显著关联；左侧丘脑-右侧脑岛FC与NMSS总分（r=0.57，p_FDR=0.042）和胃肠子量表分（r=0.63，p_FDR=0.037）呈正相关，但与运动评分（MDS-UPDRS-III）无显著相关。
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