2023年11月，中國學者在《CNS Neurosci Ther》（中科院醫(yī)學2區(qū)，IF=5.0）發(fā)表標題為：“Aberrant brain structural–functional connectivity coupling associated with cognitive dysfunction in different cerebral small vessel disease burdens”的研究論文。
目標：新出現(xiàn)的證據(jù)表明，腦小血管疾病 （CSVD） 病理學會改變大腦結構連接 （SC） 和功能連接 （FC） 網(wǎng)絡。盡管網(wǎng)絡水平的 SC 和 FC 在健康人群中密切耦合，但 SC-FC 耦合如何與具有不同 CSVD 負擔的患者的神經(jīng)認知結果相關，在很大程度上仍然未知。
研究設計、設置和參與者：使用多模態(tài) MRI，我們重建了 54 名患有嚴重 CSVD 負荷 （CSVD-s） 的患者、106 名患有輕度 CSVD 負荷 （CSVD-m） 的患者和 79 名健康對照者的全腦 SC 和 FC 網(wǎng)絡。然后，我們研究了 CSVD 中異常的 SC-FC 耦合和功能網(wǎng)絡拓撲結構及其與認知功能障礙的相關性。
結果：與對照組相比，CSVD-m 患者在任何 SC-FC 耦合中均無顯著變化，但 CSVD-s 患者表現(xiàn)出全腦（p = 0.014）、聽覺/運動（p = 0.033）和邊緣模塊化（p = 0.011）SC-FC 耦合顯著減少。對于功能網(wǎng)絡拓撲，盡管整體效率沒有變化，但 CSVD-s 患者表現(xiàn)出雙側杏仁核 （p = 0.024 和 0.035） 和 heschl 回 （p = 0.001 和 0.005） 的淋巴結效率顯著降低。值得注意的是，對于 CSVD-s 患者，全腦 SC-FC 耦合與 MoCA（r = 0.327，p = 0.020）和 SDMT（r = 0.373，p = 0.008）評分呈顯著正相關，邊緣/皮質下模塊化 SC-FC 耦合與 SCWT 評分呈負相關（r = -0.316，p = 0.025），全局/局部效率（r = 0.367，p = 0.009 和 r = 0.353，p = 0.012）與 AVLT 評分呈正相關。對于 CSVD-m 組，全腦和聽覺/運動模塊化 SC-FC 耦合與 SCWT（r = 0.217，p = 0.028 和 r = 0.219，p = 0.027）和 TMT（r = 0.324，p = 0.001 和 r = 0.245，p = 0.013）評分呈顯著正相關，全局/局部效率與 AVLT（r = 0.230，p = 0.020 和 r = 0.248，p = 0.012）和 SDMT（r = 0.263， p = 0.008 和 r = 0.263，p = 0.007）得分。
受試者的人口統(tǒng)計學和臨床特征
每個群體的人口統(tǒng)計學和認知特征。頭部運動、年齡、教育程度和認知參數(shù)均遵循正態(tài)分布，但教育水平遵循近似正態(tài)分布。CSVD-s 組 MoCA、AVLT 和 SDMT 評分顯著低于 CSVD-m 組和對照組，SCWT 和 TMT 評分顯著高于 CSVD-m 組，但 CSVD-s 組和 CSVD-m 組的 MoCA 評分差異無統(tǒng)計學意義。此外，與對照組相比，CSVD-m 組的 SDMT 評分明顯降低。兩組頭部運動、年齡、性別、文化程度、糖尿病、高血脂、吸煙參數(shù)差異無統(tǒng)計學意義，高血壓病史差異有統(tǒng)計學意義。
CSVD 中中斷的 SC-FC 耦合和功能全局效率
全腦和各功能模塊內的 SC-FC 耦合在組間表現(xiàn)出不同的模式。簡而言之，與對照組相比，在 FC 的廣泛稀疏閾值范圍內，CSVD-s 組在整個大腦、感覺/運動和邊緣/皮質下功能模塊內的 SC-FC 耦合顯著降低。在 CSVD-s 組的這些模塊中，SC-FC 偶聯(lián)的 AUC 值也顯著降低，表明不同稀疏閾值之間顯著變化的一致性和魯棒性。此外，與 CSVD-m 組相比，CSVD-s 組的邊緣/皮質下模塊的 SC-FC 耦合也顯著降低，而 CSVD-m 組和對照組的 SC-FC 耦合沒有差異。
模型評價
核心結論：Syn-CTA對血管病變的診斷準確性達臨床可用水平，但夾層診斷存在挑戰(zhàn)。動脈粥樣硬化，狹窄部位（圖5A箭頭）和斑塊細節(jié)精準還原。主動脈瘤，瘤體擴張形態(tài)與附壁血栓（圖3B箭頭）清晰可見。主動脈夾層，真實CTA中內膜瓣（圖3C箭頭）在Syn-CTA中完整呈現(xiàn)，而NCCT無法顯示。
組間功能網(wǎng)絡的節(jié)點效率中斷
在三組中，10 個大腦區(qū)域顯示出顯著改變的淋巴結效率（表 2）。簡而言之，與對照組相比，CSVD-s 患者表現(xiàn)出聽覺/運動和邊緣功能模塊內雙側杏仁核和頭腦回的淋巴結效率顯著降低，SC-FC 耦合下降，以及默認模式網(wǎng)絡 （DMN） 內雙側內側額上回 （SFGmed） 和右楔前葉的淋巴結效率增加，沒有 SC-FC 耦合變化。此外，與 CSVD-s 患者相比，CSVD-m 患者的雙側 SFGmed、右楔前葉、角回、頂下回和左眼眶額中回 （ORBmid） 的淋巴結效率顯著降低，涉及注意力和 DMN 模塊，沒有 SC-FC 耦合變化。同時，CSVD-m 患者的右角回和左 heschl 回的淋巴結效率也顯著降低。
1.研究設計
P：共納入了 54 名患有嚴重 CSVD 負荷（CSVD‐s;年齡：63.89 ± 6.12 歲;34 名男性）和 106 名患有輕度 CSVD 負荷（CSVD-m;年齡：61.58 ± 7.65 歲;58 名男性）的受試者。我們還將 79 名健康志愿者（年齡：60.48 歲±9.91 歲;35 名男性）納入了我們的研究，他們在性別、年齡和教育程度方面進行了匹配。
I：不同嚴重程度的CSVD負擔
C：79名年齡、性別、教育程度匹配的健康志愿者
O：SC-FC耦合強度（全腦水平和五個功能模塊：聽覺/運動、視覺、注意、默認模式網(wǎng)絡、邊緣/皮質下系統(tǒng)）功能網(wǎng)絡拓撲屬性（圖論指標）
S：橫斷面研究。
2.統(tǒng)計方法
柯爾莫哥洛夫-斯米爾諾夫 （K-S） 檢驗用于執(zhí)行正態(tài)性檢驗。然后，采用單因素方差分析（ANOVA）和 LSD（LSD）成對多重比較檢驗評估三組患者頭部運動、年齡、文化程度、認知測試成績的差異，并采用非參數(shù)卡方檢驗分析性別比、高血壓病史、糖尿病、 和高脂血癥。根據(jù)我們最近的研究結果和臨床經(jīng)驗，17 、 41 頭部運動、年齡、性別和教育程度是調查神經(jīng)影像學指標組間差異的潛在混雜因素。受試者雖然有高血壓病史，但在 MRI 檢查時血壓控制在正常范圍內。由此引起的偏差對結果沒有顯著影響。采用協(xié)方差單因素分析（ANCOVA），將頭部運動、年齡、性別和教育程度作為協(xié)變量，檢驗三組 SC-FC 耦合和功能網(wǎng)絡拓撲指標的差異。一旦確定了任何網(wǎng)絡指標的顯著組間差異，我們使用 SPSS v24.0 軟件計算每組網(wǎng)絡指標與認知參數(shù)之間的偏相關系數(shù)，并將頭部運動、年齡、性別和教育程度控制為協(xié)變量。所有分析均以 p < 0.05 的顯著性水平進行。
本研究通過多模態(tài)磁共振成像（結構與功能MRI）結合圖論分析方法，探究了不同負擔程度的腦小血管?。–SVD）患者大腦結構連接與功能連接耦合（SC-FC coupling）的變化及其與認知功能障礙的關系。結果發(fā)現(xiàn)，重度CSVD患者在全腦及特定功能模塊（如聽覺運動區(qū)和邊緣系統(tǒng)）表現(xiàn)出顯著的SC-FC耦合減弱，且耦合強度與多項認知功能（如整體認知、處理速度、執(zhí)行功能）顯著相關。研究表明，SC-FC耦合可作為反映CSVD嚴重程度和認知損害的新型神經(jīng)影像標記物，為理解CSVD的病理機制提供了新的視角。
Zhang X, Liang C, Feng M, Xin H, Fu Y, Gao Y, Sui C, Wang N, Wang Y, Zhang N, Guo L, Wen H. Aberrant brain structural-functional connectivity coupling associated with cognitive dysfunction in different cerebral small vessel disease burdens. CNS Neurosci Ther. 2024 Sep;30(9):e70005. doi: 10.1111/cns.70005. PMID: 39228091; PMCID: PMC11371661.
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