輕度認知障礙功能磁共振成像的初步研究

近年來，功能磁共振成像在認知功能研究方面取得了很大進展。記憶減退是輕度認知障礙患者的核心癥狀及表現(xiàn),一般認為輕度認知障礙是進展成為阿爾茨海默病(Alzheimerdisease,AD)的早期表現(xiàn)。AD作為一種腦變性疾病,其認知功能改變或下降先于臨床影像學(xué)結(jié)構(gòu)改變之前出現(xiàn)。本研究應(yīng)用fMRI探討輕度認知障礙(mildcognitiveimpairment,MCI)記憶功能改變及評估其對早期認知功能障礙下降的診斷意義。正常對照老人來源社區(qū)參加情況研究對象的選擇6例MCI患者分別來自門診或病房,均為右利手,其中男4例,女2例;8例正常對照老人來自社區(qū)自愿參加,男4例,女4例,均為右利手。所有參試者在55～75歲;文化程度在初中及以上。1.記憶下降的主訴①排除癡呆和其他可引起腦功能障礙的醫(yī)學(xué)或神經(jīng)心理狀態(tài);②有記憶力下降的主訴,發(fā)生時間在3個月以上;③神經(jīng)心理學(xué)測試評價;MMSE18～28分(文化程度不同,評分不同);總體衰退量表(GDS)分值=2或3,或CDR分值等于0.5。2.記憶任務(wù)刺激技術(shù)①沒有神經(jīng)或精神方面疾病;②無影響認知方面全身疾病,③神經(jīng)系統(tǒng)檢查正常;④無服用精神類藥物史。掃描設(shè)備及參數(shù)應(yīng)用飛利浦公司1.5T超導(dǎo)磁共振掃描儀,正交頭線圈,仰臥位并用海綿固定頭顱,采用回波平面成像(echoplanarimaging,EPI)技術(shù),T2WI參數(shù):TR3000ms,TE56ms,FOV(視野)24cm×24cm,矩陣128cm×128cm,層厚6mm,層間距1mm,掃描時間307s,共成像256幀。記憶任務(wù)刺激采用時段設(shè)計記憶刺激,在受試者頭上方置一棱鏡,反射來自足部方向顯示屏上播放的大寫字母,共兩組,基本刺激和記憶刺激,每組15個字母,先播放基本刺激組,每個字母顯示2.4s,受試者手中有一按鈕,每個字母顯示時均按一下,播放記憶刺激時受試者判斷每個字母后的第二個字母是否與其一樣,如一樣則按一下手中的按鈕,例如A-B-A,而不是A-A或A-B-C-A,循環(huán)播放,共4次循環(huán)。每位受試者在掃描前均接受指導(dǎo)如何操作。圖像處理應(yīng)用Redhat圖像處理軟件,對所獲得圖像進行處理,得出感興趣區(qū)激活圖像及此區(qū)域的時間-信號強度變化曲線,并比較兩者范圍。mci在左、右、頂葉激活的范圍及時間分布影像學(xué)資料在實驗過程中除1例MCI因配合不佳未能完成任務(wù)外,其余的受試者均較好的完成了記憶任務(wù),MCI與對照組在功能影像軸位圖片上均可見右側(cè)顳葉明顯激活,范圍較廣,信號強度較強,同時在左側(cè)顳葉、頂葉、額葉及小腦亦有激活(見圖1)。MCI與對照組比較,右側(cè)顳葉激活的范圍不同,MCI的激活范圍較對照組小(P<0.05)。受試者的時間-信號強度曲線均為多峰曲線,同時MCI與對照組時間-信號強度曲線的比較有區(qū)別,MCI曲線波峰振幅較對照組低(見圖2)。受試者在記憶刺激時判斷的準(zhǔn)確率MCI組為54%,對照組為90%。記憶功能與記憶激活隨著人口老齡化的到來,以老年性癡呆為代表的認知功能障礙疾患發(fā)病率逐漸增高,MCI近年來受到廣泛地關(guān)注。目前普遍認為MCI作為老年性癡呆之前的一種病理狀態(tài),對其的研究可為AD的早期預(yù)防和干預(yù)提供較好的切入點。MCI是指老年人出現(xiàn)了輕度認知方面損害,以記憶減退為主,但還不足以診斷為癡呆的臨床癥候群。目前尚無統(tǒng)一的診斷標(biāo)準(zhǔn),但其核心內(nèi)容主要有:①排除可引起腦功能障礙的軀體或精神心理因素;②有記憶力下降或其他認知功能輕度損傷;③各種量表不足以診斷為癡呆。MCI的存在可能是AD的高危人群,世界上報道其轉(zhuǎn)化為AD的比例為1%～25%不等。在病理及腦脊液生化等方面有報道MCI的海馬及內(nèi)嗅皮質(zhì)神經(jīng)元的缺失,轉(zhuǎn)化為AD的可能性越大,MCI腦脊液Tau和Aβ1-42的水平也與AD患者的表現(xiàn)相似,即高Tau和低Aβ1-42,說明這組指標(biāo)也反映MCI轉(zhuǎn)化為AD的可能性。另外,在基因易感性方面,ApoE4基因的攜帶者發(fā)展為AD的危險性增高。在臨床神經(jīng)影像學(xué)上往往神經(jīng)結(jié)構(gòu)尚無改變,但腦功能已發(fā)生改變,使臨床醫(yī)生難以在早期對患者進行有效的診斷和治療。我們從研究MCI患者腦功能的改變?nèi)胧?人的認知功能包含的范圍很廣,而記憶是認知過程中很重要的內(nèi)容之一,記憶減退作為MCI的核心癥狀,自然成為研究的焦點。本實驗所采用的血氧水平依賴(bloodoxygenationleveldependent,BOLD)fMRI是20世紀(jì)90年代初期逐步發(fā)展起來的一種非侵入性腦功能檢測方法,它具有較高的空間分辨率和時間分辨率,能夠顯示人腦在各種神經(jīng)活動狀態(tài)下的腦功能圖像。近年來隨著fMRI技術(shù)的不斷完善和各種刺激及分析軟件的發(fā)展,此技術(shù)逐步應(yīng)用到臨床實踐中。關(guān)于記憶過程中腦功能激活的研究近來的報道較多,參與到記憶過程的腦功能區(qū)有前額葉背外側(cè)區(qū)、額下回、扣帶回、頂后葉、顳葉、小腦等,不同的記憶過程,不同的記憶類型涉及到的激活區(qū)域不一樣。ToDD等通過n-back方法研究工作記憶時顯示的激活區(qū)域主要在兩側(cè)額回(BA46/9),扣帶前回(BA32)。他們比較在3種記憶水平條件下在前額葉背外側(cè)區(qū)(BA46/9)和Broca區(qū)(BA44/45)的激活信號增加情況,從1～3back其變化基本呈線性關(guān)系。Sander等研究人的語義分類記憶任務(wù)時發(fā)現(xiàn)雙側(cè)顳上回(BA12/22/41),左右側(cè)顳極(BA38),左額中下回(BA47/11),左側(cè)鉤回,左側(cè)小腦及顳中葉前部。在我們的研究中受試者的記憶內(nèi)容是字母,研究記憶刺激方式采用n-back方法中的2back記憶模式,受試者激活的區(qū)域主要在右側(cè)顳中回,雙側(cè)額前回一部分,MCI與對照組相比激活范圍減小,同時兩者時間-信號強度曲線也存在差異,MCI的記憶刺激時信號振幅較對照組低,這可能是MCI的記憶功能下降的表現(xiàn)。Machulda等在研究比較正常老人,MCI及AD三者之間記憶反映的功能磁共振刺激激活研究中,通過對圖片的記憶刺激反應(yīng),發(fā)現(xiàn)正常老人的顳葉激活范圍比MCI及AD組大,而MCI與AD之間沒有明顯的差異;同時三組間在做感覺任務(wù)激活時沒有差別,他們認為顳中葉激活減少可能是AD這類神經(jīng)變性疾病功能下降的特異性標(biāo)志。我們的研究與其刺激內(nèi)容有區(qū)別,我們是通過字母,前者是圖片,這可能導(dǎo)致激活的區(qū)域有差別,但MCI組與正常對照組的顳葉激活范圍存在著差異與前者的結(jié)果相似,這說明雖然刺激方式及刺激形式不同,但顳葉是記憶功能下降患者的重要區(qū)域,可能具有一定的特異性。不同的記憶在其他區(qū)域是否有差異還有待進一步研究。雖然有報道MCI與正常老人相比存在海馬和內(nèi)嗅皮質(zhì)的結(jié)構(gòu)上的萎縮,但也有學(xué)者認為MCI與正常老人在結(jié)構(gòu)上可能存在差異,同時在fMRI資料數(shù)據(jù)上有顯著性差異,他們認為MCI與正常老人在腦功能激活上的不同與其在解剖結(jié)構(gòu)上的差異無明顯的相關(guān)性。他們研究正常老人與MCI關(guān)于海馬在面部圖像的再認識作用的研究中,認為顳中葉海馬及海馬旁回在記憶認知的編碼過程中有著重要作用。在我們的研究中發(fā)現(xiàn)MCI與正常老人在解剖像上無明顯的改變或差異,但在腦功能成像上表現(xiàn)出激活范圍及信號強度的差異,這可能反映腦功能的改變先于影像學(xué)形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變,MCI患者無明顯的腦萎縮及腦實質(zhì)的改變,記憶下降是腦功能下降的反映