《Frontiers in Nutrition》：Convergent functional, white-matter microstructural, and cerebral perfusion abnormalities in overweight and obese adults: a multimodal MRI study
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背景：肥胖影响大脑，但大多数神经影像学研究仅考察单一模态，尚不清楚肥胖相关的功能、微结构与灌注异常是否共定位。研究人员结合正常体重—超重—肥胖连续谱上的三种模态进行考察。方法：入组80名成人，排除10名（睡眠、采集不全、伪影）后留存70名（正常体重n=27；超
背景：肥胖影响大脑，但大多数神经影像学研究仅考察单一模态，尚不清楚肥胖相关的功能、微结构与灌注异常是否共定位。研究人员结合正常体重—超重—肥胖连续谱上的三种模态进行考察。方法：入组80名成人，排除10名（睡眠、采集不全、伪影）后留存70名（正常体重n=27；超重n=21；肥胖n=22），三组年龄、性别、教育程度无差异。所有受试者于3.0 T完成静息态功能MRI（rs-fMRI）、扩散张量成像（DTI）与三维动脉自旋标记（3D-ASL），获得低频振幅（ALFF）、区域同质性（ReHo）、功能连接（FC）、分数各向异性（FA）、平均扩散率（MD）、轴向扩散率（AD）、径向扩散率（RD）及脑血流量（CBF）。组间差异采用协变量校正模型评估；扩散指标在48个图谱区域内行错误发现率（FDR）校正；BMI关系采用全样本回归且无先验区域选择。空间汇聚性经最小统计联合与随机位移置换检验。结果：肥胖组较对照组在小脑后叶（蚓部、左VIII叶、右Crus II）和左额上回ALFF降低，双侧海马旁回ALFF升高，左额上回ReHo降低，左中扣带回ReHo低于超重组。无区域扩散差异通过FDR校正，但全样本回归中BMI预测右小脑下脚FA、MD、RD（均q<0.015），为唯一存活关联。CBF在小脑后叶降低，左额下回三角部和右中央后回升高。ALFF–CBF重叠超随机预期，P<0.001时达43.1倍，联合与置换检验确认（P=0.0002–0.0008）；峰水平位于左VIII叶和右Crus II，图谱水平仅蚓部。FC无组间差异。结论：超重与肥胖伴随空间汇聚的功能、微结构与灌注异常，优先累及小脑及皮层-边缘系统，右小脑下脚随BMI连续变化。因认知仅用MMSE评估，上述区域作用仅为假设而非认知结论。
研究背景与动机
肥胖以异常或过量脂肪蓄积损害健康，全球负担沉重，中国超重肥胖绝对人数庞大。除心血管代谢疾病外，肥胖日益关联脑老化加速及神经精神与神经退行性疾病，大脑被视为肥胖的重要靶器官。既往能量稳态框架难以解释食物富足环境下的奖赏性进食，中枢机制尤其是皮层-边缘环路（奖赏、执行控制、情绪调节）受关注，肥胖被认为伴随奖赏反应增强而执行控制减弱。MRI提供非侵入互补窗口：rs-fMRI通过ALFF、ReHo、种子点FC反映局部自发活动强度、局部同步性与区间耦合；DTI以FA、MD、AD、RD刻画白质纤维整体完整性、总扩散性及轴突与髓鞘组分；ASL量化CBF作为神经功能障碍早期指标。然而多数研究仅用单模态，无法判断功能、微结构、灌注异常是否同区共定位；DTI常只报FA与MD，AD与RD少见；少有研究在同一年龄性别教育匹配队列整合三模态并覆盖正常—超重—肥胖全谱。研究人员据此在单队列中联合rs-fMRI、DTI与3D-ASL，旨在刻画三类改变、识别跨模态汇聚区、关联BMI，假设肥胖伴小脑与皮层-边缘区空间重叠的多模态异常。
主要技术与队列
研究人员于2024年10月至2026年1月从广西医科大学第三附属医院门诊住院及社区招募50名超重/肥胖者（超重25、肥胖25）与30名正常体重志愿者，排除扫描入睡、采集不全或伪影10人，最终70人（正常体重27、超重21、肥胖22），三组年龄、性别、教育、MMSE无差异，BMI按中国标准分组（正常18.5–24、超重24≤BMI<28、肥胖≥28 kg/m2）。全部于3.0 T uMR790在19:00–20:00完成rs-fMRI（TR 2000 ms，体素3.5 mm，180卷）、DTI（b=1000 s/mm2，32方向，2 mm层厚）、3D-ASL（PLD 1800 ms）。rs-fMRI经DPARSF/DPABI处理得ALFF/ReHo/FC；DTI经MRtrix3/FSL/ANTs拟合张量取JHU ICBM-DTI-81的48区FA/MD/AD/RD；ASL经MATLAB得相对CBF并平滑。统计上组间用协变量t检验加GRF簇校正，DTI区域指标ANCOVA后BH-FDR校正（576检验），BMI关联用全样本连续回归（192检验，BH校正），空间汇聚用最小统计联合与5000次随机位移置换。
研究结果
3.1 被试特征：70人中三组年龄、性别、教育、MMSE（中位30）无差，BMI递增（P<0.001）。
3.2 静息态功能ALFF：超重组右小脑Crus II的ALFF低于正常组；肥胖组蚓部及左VIII叶、右Crus II、左额上回ALFF降低，双侧海马旁回升高；上述区域ALFF与BMI负相关（小脑/额上回）或正相关（海马旁回），但聚类选自组间差异且组别由BMI定义，相关仅作描述。
3.3 ReHo与FC：超重组右颞下回ReHo高于正常组；肥胖组左额上回ReHo低于正常组，左中扣带回ReHo低于超重组；左额上回与左中扣带回ReHo与BMI负描述相关。以左额上回与右Crus II为种子的FC无组间差异。
3.4 白质微结构DTI：组间ANCOVA在48区576检验中无一存活FDR（最小q=0.161），探索性未校正显示肥胖组右小脑下脚FA降、MD/RD升，左扣带（扣带回部）/右扣带（海马部）FA降RD升，胼胝体压部MD/RD升等。全样本连续回归中仅右小脑下脚存活：BMI预测FA（β=-0.46，q=0.009）、RD（β=0.44，q=0.009）、MD（β=0.41，q=0.014），RD增幅大于AD，提示髓鞘相关改变倾向。
3.5 脑灌注CBF：肥胖组左VIII叶、右Crus I/II的CBF低于正常组，左额下回三角部、右中央后回CBF升高；小脑CBF与BMI负描述相关，额下/中央后回正相关。
3.6 跨模态汇聚：小脑后叶ALFF与CBF降低在空间上重叠超机遇，P<0.001时43.1倍，置换P=0.0002–0.0008；最小统计联合在左VIII叶峰（t=4.48）、右Crus II延伸VIII叶及左VIII叶成簇；蚓部为同AAL区而非峰重叠。左额上回ALFF与ReHo双降（同源rs-fMRI非独立），扣带多DTI指标同源非独立。右小脑下脚呈FA降伴MD/RD升且按组梯度变化。
讨论与结论翻译
讨论指出，多模态MRI在同匹配队列揭示超重肥胖功能、白质微结构、灌注异常在同事区汇聚，最一致为小脑后叶与右小脑下脚，前额叶与扣带为较弱非独立对应；右小脑下脚是唯一个BMI连续关联存活点（FA降、MD/RD升，RD>AD倾向髓鞘过程，但张量模型受交叉纤维限制仅称“一致”而非“证实”髓鞘改变）；JHU图谱保留因预设且3 T临床数据不宜换用MWMA；MMSE天花板效应使认知结论不可得；跨段设计无因果；相对CBF缩放不可检全局均匀差。临床意义在于汇聚点可作早期亚临床脑受累候选影像标记。
结论翻译：在人口学匹配队列中，超重与肥胖伴随空间汇聚的功能、白质微结构与灌注异常，优先累及小脑及皮层-边缘区。唯一个体脂关联存活多重校正的是右小脑下脚，其中FA、MD、RD随全样本BMI连续变化。小脑后叶（ALFF与CBF一致降低）与右小脑下脚（FA降伴MD/RD升）是最一致汇聚点，代表早期脑受累候选影像标记。因认知未用敏感量表评估，上述改变对认知的后果待定，须未来纵向代谢表征研究明确。论文发表于《Frontiers in Nutrition》。
