封面文章：阿尔茨海默病和轻度认知障碍的大脑半球间结构连接异常：一项基于DTI的研究
来源：磁共振成像传媒
阿尔茨海默病（Alzheimer's disease, AD）是一种较为广泛的中枢神经系统原发性、进行性发展的退行性疾病，主要表现为认知功能下降、精神行为异常和日常生活活动能力减退。而在AD的前驱阶段，即轻度认知障碍（mild cognitive impairment, MCI）时期，患者已表现出轻度的认知能力下降。神经科学研究发现，大脑高级认知功能和感知觉功能的完成均需要左右大脑的共同参与，而大脑两半球间的胼胝体在其中起着连接彼此的关键作用。胼胝体纤维束损伤会导致脑半球间的信息交流和协调活动出现问题，故探究胼胝体结构完整性损坏程度与认知功能障碍程度及日常生活活动能力的关系，有助于深入了解AD和MCI大脑半球间结构的变化及与其外在行为表现异常的联系。弥散张量成像（diffusion tensor imaging, DTI）是目前唯一一种有效研究活体脑神经纤维束的非侵入性磁共振成像技术。基于DTI图像可计算出反映脑组织内水分子弥散的相关指标—分数各向异性（fractional anisotropy, FA）和平均弥散率（mean diffusivity, MD）。FA值降低和MD值升高的同时出现通常表明在主要纤维方向上的弥散增加和纤维髓鞘的损伤以及纤维完整性受损。AD和MCI脑白质微结构损伤的病理学机制主要涉及髓鞘的继发性退化或轴突的直接损伤，故研究FA和MD的改变可为了解AD和MCI患者脑白质神经纤维微结构改变以及预测患者的病程进展提供重要依据。
对于胼胝体纤维束微结构改变，DTI通常依据等分胼胝体正中矢状面或按照胼胝体的解剖结构走行进行分区段（3～8区段）研究。例如，PRETI等将胼胝体按照胼胝体的解剖结构走行分为8个区段，发现与健康对照（healthy controls, HC）组相比，AD患者的整个胼胝体的FA值显著降低；与MCI患者相比，AD患者胼胝体的FA值在额叶显著降低。TU等将AD患者的胼胝体纤维束分为膝部、体部和压部三区段，发现胼胝体压部的FA值，体部和压部的MD值与神经精神量表总评分显著相关。HOY等采用Hofer的五分法，发现AD患者胼胝体后部纤维束的MD值与脑脊液中生物标志物密切相关。概而言之，许多DTI研究显示AD胼胝体FA值显著降低，尤其以压部FA值降低更为明显，但有些研究显示AD的胼胝体微结构损伤集中于胼胝体膝部及体部[3]。已有研究报道AD和MCI胼胝体神经纤维束的具体受累部位和严重程度不一致，极有可能与研究者们对胼胝体的分区分段方法不同有关。ARCHER等[13]在2019年提出高分辨经胼胝体纤维束模板（trancallosal tract template, TCATT），依据胼胝体连接半球间不同的同位脑区，将其划分为32条。与上述胼胝体的划分方法相比，TCATT模板克服了难以将胼胝体纤维束与所连接的脑区进行准确对应的不足，为进一步确定AD和MCI经胼胝体神经纤维束受损位置提供了有效工具。
同济大学医学院附属同济医院神经内科李云霞教授和华东师范大学物理与电子科学学院上海市磁共振重点实验室范明霞教授团队此次研究率先将TCATT模板运用于AD和MCI患者大脑半球间结构异常的研究，利用FA和MD两个定量指标分析胼胝体通往大脑半球间同位脑区神经纤维束精细微结构的改变。我们推测：（1）AD和MCI患者不仅胼胝体压部和膝部的同位脑区经胼胝体纤维束微结构连接出现异常，其他同位脑区的经胼胝体纤维束微结构也可能出现异常；（2）AD和MCI患者大脑半球间结构连接改变与认知功能和日常生活活动能力可能具有一定联系，表现为同位脑区经胼胝体白质微结构损伤指标与临床评分具有相关性。本研究拟揭示AD和MCI患者大脑半球间的结构异常及其与认知功能障碍和生活活动能力减退的关系，以期从中发现区分MCI转化为AD的新型影像生物标志物，将有助于深入了解AD和MCI患者大脑半球间结构的变化模式及其内在机制。
该项目受到国家自然科学基金面上项目（32271096）上海市申康医院发展中心临床科技创新新兴前沿项目（SHDC12021110）上海市科委科技创新行动计划（22Y11903500）上海市卫健委新兴交叉领域研究专项（2022JC018）的资助。
【刘凡,宁瑞鹏,余秋蓉,等.阿尔茨海默病和轻度认知障碍的大脑半球间结构连接异常：一项基于DTI的研究[J].磁共振成像,2023,14(6):9-17.
DOI:10.12015/issn.1674-8034.2023.06.002.】
（作者：刘凡，宁瑞鹏，余秋蓉，尹大志，李倩文，刘灵，李任任，张卫，李云霞，范明霞）
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李云霞 教授
李云霞，教授，同济大学医学院附属同济医院神经内科主任医师。
研究方向：神经认知障碍及脑小血管疾病的机制探索研究。课题组近年来的重点研究方向为以下三个方面：阿尔茨海默及脑小血管病发病机制研究、基于脑电与磁共振信号引导下的神经认知障碍疾病精准化诊断与治疗和人工智能及神经调控技术在神经系统疾病诊疗中的应用与转化。
学术成果：主持并完成国家自然基金2项，目前有国家社科重大、上海市科委、申康发展中心等多个研究项目在研。
范明霞 副教授
范明霞，副教授，华东师范大学物理与材料科学学院（上海市功能磁共振成像重点实验室），华东师范大学物理系。
研究方向：多模态功能磁共振成像研究老年脑和脑疾病所致脑可塑性变化机制。
学术成果：作为第一通讯作者近年来关于脑研究的多篇SCI收录文章发表在国际重要学术期刊（Neurology, Brain, Human Brain mapping，AJNR等）。主持并完成了国家自然科学基金面上项目，作为主要研究人员参与了“十二•五”国家科技支撑计划课题、国自然重点和面上项目等。
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2022年8月18日
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初审：张 琴
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