本文關(guān)鍵詞：基于靜息態(tài)功能磁共振成像的臺(tái)風(fēng)相關(guān)創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙的腦網(wǎng)絡(luò)研究

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【摘要】：創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙(post-traumatic stress disorder, PTSD)是由軍事戰(zhàn)爭、自然災(zāi)害、交通事故等創(chuàng)傷事件引起的一種常見精神疾病。臨床上,PTSD以創(chuàng)傷經(jīng)歷再體驗(yàn)、回避、負(fù)性的情緒和認(rèn)知、高警覺性等四大癥狀群為特征。盡管PTSD癥狀嚴(yán)重影響了患者的生活質(zhì)量,目前該疾病的神經(jīng)學(xué)基礎(chǔ)尚未完全闡明。大量基于任務(wù)的PTSD神經(jīng)影像學(xué)研究發(fā)現(xiàn)杏仁核、內(nèi)側(cè)前額葉及海馬等腦區(qū)局部腦功能的異常。然而,這些研究的結(jié)果常不一致,推測(cè)可能與影像模態(tài)、實(shí)驗(yàn)范式的不同及樣本的異質(zhì)性有關(guān)。此外,近來研究表明分析腦區(qū)間連接的改變模式有助于進(jìn)一步揭示PTSD的神經(jīng)學(xué)發(fā)生機(jī)制。靜息態(tài)功能磁共振成像是一種不依賴于刺激或目標(biāo)導(dǎo)向的任務(wù)即可對(duì)腦活動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)的新方法,目前已被應(yīng)用于多種神經(jīng)精神疾病的腦連接研究。在本研究中,我們采用該方法從杏仁核的功能連接和效應(yīng)連接、靜息態(tài)網(wǎng)絡(luò)及大尺度功能連接網(wǎng)絡(luò)等三個(gè)層次對(duì)PTSD患者的腦功能進(jìn)行研究。第一部分臺(tái)風(fēng)相關(guān)創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙患者杏仁核及其亞區(qū)的功能連接研究目的：既往研究表明PTSD患者杏仁核整體的功能連接存在異常。杏仁核是由基底外側(cè)杏仁核(basolateral amygdala, BLA)和中央內(nèi)側(cè)杏仁核(centromedial amygdala, CMA)等結(jié)構(gòu)和功能各異的亞區(qū)組成。但目前少有研究對(duì)杏仁核亞區(qū)的功能連接進(jìn)行分析,杏仁核功能連接的改變是否具有PTSD特異性尚不清楚。本研究旨在觀察PTSD及創(chuàng)傷對(duì)杏仁核及其亞區(qū)功能連接的影響。材料與方法：采集27例臺(tái)風(fēng)相關(guān)PTSD患者、33例創(chuàng)傷對(duì)照(trauma-exposedcontrol, TEC)及30例健康對(duì)照(healthy control, HC)的靜息態(tài)3T功能磁共振數(shù)據(jù)。采用基于種子點(diǎn)的方法分析雙側(cè)BLA、CMA及杏仁核整體的功能連接,并采用方差分析對(duì)各組的功能連接進(jìn)行比較。結(jié)果：PTSD患者BLA存在廣泛的功能連接異常,而CMA的功能連接改變僅限于少數(shù)腦區(qū)。杏仁核整體及BLA的功能連接改變模式比較相似。與PTSD組和HC組相比,TEC組BLA與腹內(nèi)側(cè)前額葉(ventral medial prefrontal cortex, vmPFC)的功能連接降低,與中央后回(postcentral gyrus, PoCG)的功能連接增高。與TEC組及HC組相比,PTSD組BLA與額中回、頂下小葉及眶額回的功能連接增高。TEC組BLA與顳上回的功能連接高于PTSD組但低于HC組。結(jié)論：BLA與vmPFC較低的功能連接、與PoCG較高的功能連接是PTSD發(fā)病的保護(hù)因素。PTSD患者突顯網(wǎng)絡(luò)與默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)及執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)的功能連接存在異常。創(chuàng)傷可導(dǎo)致BLA與顳上回功能連接的降低,但PTSD可進(jìn)一步加重這種損傷。以杏仁核整體為種子點(diǎn)的分析方法可用于杏仁核腦功能改變的初步探究。第二部分基于Granger因果分析的臺(tái)風(fēng)相關(guān)創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙患者杏仁核的效應(yīng)連接研究目的：觀察杏仁核靜息狀態(tài)下的效應(yīng)連接在發(fā)生及未發(fā)生PTSD的創(chuàng)傷經(jīng)歷者中是否發(fā)生了改變。材料與方法：采集27例臺(tái)風(fēng)相關(guān)PTSD患者、33例創(chuàng)傷對(duì)照(trauma-exposed control, TEC)及30例健康對(duì)照(healthy control, HC)的靜息態(tài)功能磁共振數(shù)據(jù)。基于Granger因果分析的方法分析雙側(cè)杏仁核的效應(yīng)連接,并采用方差分析對(duì)各組的效應(yīng)連接進(jìn)行比較。結(jié)果：PTSD組及TEC組杏仁核對(duì)內(nèi)側(cè)前額葉(medial prefrontal cortex, mPFC)的激活作用較HC組增強(qiáng),TEC組mPFC對(duì)杏仁核的抑制作用較HC組增強(qiáng)。與TEC組相比,PTSD組杏仁核對(duì)輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)(supplementary motor area. SMA)的激活增強(qiáng),而SMA對(duì)杏仁核的抑制作用增強(qiáng)。PTSD組及 TEC 組顳上回(superior temporal gyrus, STG)對(duì)杏仁核的激活作用較HC組減弱。與HC組相比,TEC組杏仁核對(duì)背外側(cè)前額葉(dorsolateral prefrontal cortex, d1PFC)的抑制作用增強(qiáng),PTSD組及TEC組d1PFC對(duì)杏仁核的抑制作用減弱。PTSD組楔前葉對(duì)杏仁核的抑制作用較兩個(gè)對(duì)照組減弱, PTSD組杏仁核對(duì)楔前葉的抑制作用較HC組增強(qiáng)。結(jié)論：創(chuàng)傷可導(dǎo)致杏仁核對(duì)mPFC的上行激動(dòng)增強(qiáng)及d1PFC對(duì)杏仁核的調(diào)控減弱,mPFC對(duì)杏仁核較強(qiáng)的抑制作用是PTSD發(fā)病的保護(hù)因素。杏仁核與SMA及STG的效應(yīng)連接改變可能反映了腦功能的代償性調(diào)控機(jī)制。楔前葉與杏仁核效應(yīng)連接的改變表明PTSD患者存在突顯網(wǎng)絡(luò)和默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)間的平衡紊亂。第三部分基于獨(dú)立成分分析的臺(tái)風(fēng)相關(guān)創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙患者的靜息態(tài)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)及網(wǎng)絡(luò)間腦連接研究目的：基于感興趣區(qū)方法的功能連接研究表明PTSD患者存在默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)(default mode network, DMN)、執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)(executive control network, ECN)及突顯網(wǎng)絡(luò)(salience network, SN)的功能連接異常。本研究擬采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法觀察該三個(gè)靜息態(tài)腦網(wǎng)絡(luò)內(nèi)和網(wǎng)絡(luò)間腦連接在患及未患PTSD的創(chuàng)傷經(jīng)歷者是否發(fā)生了改變。材料與方法：采集27例臺(tái)風(fēng)相關(guān)PTSD患者、33例創(chuàng)傷對(duì)照(trauma-exposed control, TEC)及30例健康對(duì)照(healthy control, HC)的靜息態(tài)功能磁共振數(shù)據(jù)�；讵�(dú)立成分分析的方法分析DMN、ECN及SN的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)功能連接,網(wǎng)絡(luò)間功能連接和效應(yīng)連接,然后采用方差分析對(duì)結(jié)果進(jìn)行組間比較。結(jié)果：TEC組DMN內(nèi)額上回的功能連接低于PTSD組但高于HC組。與HC相比,TEC組DMN內(nèi)角回的功能連接增高,SN內(nèi)顳上回/后島葉的功能連接降低。與TEC組相比,PTSD組ECN內(nèi)額中回、輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)及SN內(nèi)額下回/前島葉的功能連接增高。與兩個(gè)對(duì)照組相比,PTSD組SN內(nèi)輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)的功能連接降低。此外,PTSD組ECN對(duì)DMN的激活作用較兩個(gè)對(duì)照組增強(qiáng),TEC組DMN對(duì)ECN的抑制作用較HC組增強(qiáng)。結(jié)論：PTSD患者和TEC存在DMN及SN內(nèi)功能連接的異常,PTSD患者ECN內(nèi)的功能連接也發(fā)生了改變。ECN與DMN之間的效應(yīng)連接改變?cè)赑TSD組與TEC組不同,可能反映了兩組被試為使靜息態(tài)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)平衡而采取的不同腦功能代償機(jī)制。第四部分 臺(tái)風(fēng)相關(guān)創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙患者的全腦功能連接及腦網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(xué)性質(zhì)研究目的：觀察患及未患PTSD的創(chuàng)傷經(jīng)歷者全腦功能連接及該腦網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(xué)性質(zhì)的改變情況。材料與方法：對(duì)27例臺(tái)風(fēng)相關(guān)PTSD患者、33例創(chuàng)傷對(duì)照(trauma-exposed control,TEC)及30例健康對(duì)照(healthy control, HC)行靜息狀態(tài)下的功能磁共振掃描。基于自動(dòng)解剖標(biāo)記模板構(gòu)建全腦功能連接網(wǎng)絡(luò)。基于圖論方法對(duì)該大尺度功能連接網(wǎng)絡(luò)的全局和局域性質(zhì)進(jìn)行分析。采用方差分析對(duì)全腦功能連接及腦網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(xué)性質(zhì)進(jìn)行組間比較。結(jié)果：與PTSD組和HC組相比,TEC組的海馬與中央后回(postcentral gyrus, PoCG)的功能連接增高。與兩個(gè)對(duì)照組相比,PTSD患者背側(cè)前扣帶回(dorsal cingulate cortex, dACC)與中央后回及中央旁小葉的功能連接增高。此外,三組被試的功能連接網(wǎng)絡(luò)均具有典型的小世界屬性。PTSD組和TEC組島葉的節(jié)點(diǎn)連接強(qiáng)度和節(jié)點(diǎn)效率較HC組增高。TEC組殼核的節(jié)點(diǎn)連接強(qiáng)度較PTSD組和HC組增高。PTSD組楔前葉的節(jié)點(diǎn)中介中心度較兩個(gè)對(duì)照組增高。結(jié)論：海馬與PoCG的功能連接增強(qiáng)及殼核節(jié)點(diǎn)度的增高是PTSD發(fā)病的保護(hù)因素。創(chuàng)傷可引起島葉節(jié)點(diǎn)連接強(qiáng)度和節(jié)點(diǎn)效率的增高,可能與創(chuàng)傷經(jīng)歷者的高警覺性有關(guān)。dACC與感覺運(yùn)動(dòng)區(qū)的功能連接增強(qiáng)及楔前葉節(jié)點(diǎn)中介中心度的增高具有PTSD相對(duì)特異性。今后還需更多縱向研究來探討腦功能改變是PTSD的發(fā)病原因還是結(jié)果。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R445.2;R749.5
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本文編號(hào)：1164224