《Frontiers in Neuroscience》:Altered cognitive performance is associated with auditory cortex functional connectivity in patients with unilateral sensorineural hearing loss
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感音神经性听力损失(SNHL)被认为与认知衰退密切相关,但其潜在神经机制仍大多不明。本研究旨在探讨单侧感音神经性听力损失(USNHL)患者认知功能与听觉皮层功能连接之间的潜在关联,并研究细微认知衰退可能的神经机制。研究人员纳入60例中度至重度USNHL患者(病
感音神经性听力损失(SNHL)被认为与认知衰退密切相关,但其潜在神经机制仍大多不明。本研究旨在探讨单侧感音神经性听力损失(USNHL)患者认知功能与听觉皮层功能连接之间的潜在关联,并研究细微认知衰退可能的神经机制。研究人员纳入60例中度至重度USNHL患者(病程≥3年;30例右侧USNHL,30例左侧USNHL)及30例年龄匹配的正常听力对照;所有受试者均接受蒙特利尔认知评估(MoCA)与oddball范式脑电图,比较失匹配负波(MMN)波幅与潜伏期,并采用标准化低分辨率电磁层析成像(sLORETA)结合偏Granger因果(PGC)分析颞上回(STG)、额下回(IFG)、海马旁回(PHG)与后扣带回(PCC)间的定向功能连接,并进行相关与串行中介分析。相对于对照,USNHL患者表现为MoCA评分降低、MMN波幅减小、潜伏期延长、左侧STG→IFG/STG→PHG/PHG→PCC连接减弱而左侧IFG→STG连接增强;左侧IFG→STG连接与MoCA注意分项呈负相关,左侧PHG→PCC连接与MoCA记忆分项呈正相关,重度USNHL患者异常更显著。串行中介分析提示听力损失严重度与认知改变的联系可能由两条域特异性串行通路中介,均由MMN潜伏期延长启动:注意通路(MMN潜伏期→左侧IFG→STG连接增强)与记忆通路(MMN潜伏期→左侧PHG→PCC连接减弱),且USNHL患者PGC改变呈左半球偏侧化。这些发现提示增强的左侧IFG→STG与减弱的左侧PHG→PCC连接可能分别关联注意与记忆改变,或可代表中年USNHL患者认知衰退的神经相关。
研究背景方面,感音神经性听力损失(SNHL)已被确认为阿尔茨海默病(AD)的风险因素,亚临床听力损失亦与认知功能下降显著相关。既往研究多聚焦双侧SNHL,单侧SNHL(USNHL)作为常见临床亚型(约占SNHL 7.9%),因提供不对称听觉输入这一独特模型,可隔离单侧感觉剥夺对听觉-认知网络内定向神经交互的影响,而避免双侧听力丧失的混杂。然而目前多数研究依赖静息态与无向功能连接,无法刻画动态、方向特异的神经交互;事件相关电位中失匹配负波(MMN)虽能反映中枢听觉加工与认知功能,但MMN期哪些中央活动受损并影响认知尚不清楚。为此,研究人员在《Frontiers in Neuroscience》发表该研究,以明确USNHL诱导认知改变的神经营养电生理相关及听觉-认知网络内异常定向神经交互模式。
关键技术方法上,研究人员建立三组队列:60例18–60岁、病程≥3年、未配戴助听器、中度至重度USNHL患者(右30/左30),按听阈分中度35–64 dBHL与重度65–79 dBHL亚组;30例年龄匹配正常听力对照。采用蒙特利尔认知评估(MoCA)中文版评认知;256通道脑电图行oddball范式提取MMN波幅与潜伏期(Fz电极,100–300 ms);以标准化低分辨率电磁层析成像(sLORETA)定位颞上回(STG, BA22)、额下回(IFG, BA46)、海马旁回(PHG, BA36)、后扣带回(PCC, BA23)并加入默认模式网络、执行控制与感觉-显著性辅助区控混杂;用非线性偏Granger因果(PGC)基于偶极子电流密度时序计算定向连接;统计采用混合效应ANCOVA、偏Spearman相关、分层回归与PROCESS Model 6串行中介(5000次Bootstrap)。
研究结果如下。基线特征:三组年龄、性别、教育年限无差异,USNHL组患耳纯音听阈(PTA)显著高于对照,右/左USNHL亚组间听觉不对称差无差异,重度组不对称大于中度组。认知功能(MoCA):USNHL总分及注意、记忆分项低于对照,右USNHL注意受损更明显,重度组降幅更大。MMN参数:USNHL组波幅减小、潜伏期延长,重度更显著。定向功能连接(PGC):相对于对照,USNHL组左侧STG→IFG、STG→PHG、PHG→PCC减弱,左侧IFG→STG增强,改变呈左半球偏侧化,重度组异常更突出;早期(100–200 ms)编码期与晚期(200–300 ms)整合期均见异常。相关与回归:左侧IFG→STG PGC与MoCA注意分项负相关,左侧PHG→PCC PGC与MoCA记忆分项正相关;两路径独立预测教育校正后MoCA总分(ΔR2显著)。串行中介分析:听力损失严重度经MMN潜伏期延长分别串行介导至注意通路(潜伏期→左IFG→STG↑→注意↓)与记忆通路(潜伏期→左PHG→PCC↓→记忆↓),Bootstrap置信区间不含零。
讨论与结论部分,研究人员指出单侧听觉剥夺引发听觉-认知网络层级式、半球特异重组:增强的顶向下左IFG→STG连接反映注意资源代偿性调控失调,减弱的左PHG→PCC连接反映情节记忆编码-整合链路退化,两者分别由MMN潜伏期延长这一前注意加工迟滞所驱动。USNHL左半球偏侧化PGC改变提示优势半球听觉通路对单侧剥夺更敏感。该发现将SNHL相关认知衰退机制从“无向静息连接异常”推进到“方向特异、域分离、MMN启动”的因果链框架,为中年USNHL人群早期识别认知风险及以MMN为生物标志物、以定向连接为干预靶点的后续研究提供依据。研究结论可译为:增强的左侧IFG→STG与减弱的左侧PHG→PCC定向功能连接可能分别关联注意与记忆改变,构成中年单侧感音神经性听力损失患者认知衰退的神经相关;听力损失严重度经MMN潜伏期延长通过注意与记忆两条域特异性串行通路影响认知,且改变呈左半球偏侧化。