譚 志 駱俊佳 羅樹存 陳曉東 羅旭東 羅澤斌,*

1.廣東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院放射科(廣東 湛江 524001)

2.廣東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院精神心理科(廣東 湛江 524001)

原發(fā)性失眠(primary insomnia，PI)是1個月以上的入睡或維持睡眠困難或睡眠后精力未恢復(fù)，需排除其它精神及軀體疾病、酒精或藥物等所致[1]。失眠影響人類身心健康、生活質(zhì)量和工作效率[2-3]。近年來靜息態(tài)功能磁共振成像技術(shù)為研究PI提供了重要的手段[4-5]。目前PI的功能磁共振研究結(jié)論普遍支持過度覺醒假說，但大多數(shù)文獻(xiàn)報道主要單獨(dú)針對腦功能或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究且結(jié)果一致性較差[6-8]。因此，本研究將以低頻振幅(amplitude of low-frequency fluctuation，ALLF)技術(shù)分析找出PI的功能異常腦區(qū)，然后聯(lián)合功能連接技術(shù)分析功能異常腦區(qū)的功能網(wǎng)絡(luò)的改變情況，以期揭示PI患者的神經(jīng)發(fā)病機(jī)制。

1 資料與方法

1.1 一般資料收集PI患者64人(男性35例，女性29例)，平均年齡(27.00±7.95)歲，平均受教育年限(10.88±2.85)年。PI患者納入標(biāo)準(zhǔn)：達(dá)到“原發(fā)性失眠”在《精神障礙診斷與統(tǒng)計手冊》(DSM-V)中的診斷標(biāo)準(zhǔn)；主訴難以入睡和維持睡眠困難，起病至少1個月；睡眠紊亂產(chǎn)生苦惱或社會、職業(yè)等方面的障礙；無嚴(yán)重的軀體疾病；無內(nèi)分泌、免疫以及神經(jīng)系統(tǒng)疾病，無急慢性感染；半年以上未用過免疫抑制劑及免疫增強(qiáng)劑、電抽畜治療；右利手；無吸煙、酗酒者；無神經(jīng)及精神疾病史，無藥物濫用史；無磁共振檢查禁忌證。收集正常對照者59人(男性27例，女性32例)，平均年齡(29.66±8.81)歲，平均受教育年限(11.68±2.77)年，右利手，無失眠癥狀，無精神類疾病、高血壓、頭部受傷史，無吸煙、藥物或者酒精濫用史。所有參與者均進(jìn)行知情同意交流，同時簽署知情同意書。

兩獨(dú)立樣本t檢驗顯示PI組與正常對照組的年齡、受教育年限無統(tǒng)計學(xué)意義(t=1.76，P=0.08；t=1.58，P=0.12)；χ2檢驗顯示兩組在性別的構(gòu)成比差異無統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=0.98，P=0.32)。

1.2 檢查方法本研究采用3.0T GE Discovery MR750磁共振分別對PI患者和正常對照者進(jìn)行頭部靜息態(tài)功能磁共振掃描，在正中矢狀位上取平行前后聯(lián)合的連線為定位線，具體參數(shù)如下：TR/TE時間2000ms/30ms，翻轉(zhuǎn)角90°，層厚/層距3.6mm/0.6mm，視野230mm×230mm，矩陣64×64，掃描約為8min共240個動態(tài)的38層圖像。

1.3 ALFF值與功能連接的數(shù)據(jù)處理和分析ALFF值與功能連接均基于Matlab R2014a平臺，采用REST_V1.8、SPM8、DPARSFA_V2.3等對數(shù)據(jù)預(yù)處理。采用ALFF方法對圖像進(jìn)行分析，提取頻率在0.01～0.08MHz的信號，計算ALFF值并進(jìn)行ALFF值的分析。以上述PI組與正常對照組的ALFF值有差異腦區(qū)的峰值點(diǎn)半徑6mm的球體為感興趣區(qū)(regions of interest ROI)，分別對每個ROI與全腦進(jìn)行功能連接分析。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析利用REST_V1.8軟件包運(yùn)用兩獨(dú)立樣本t檢驗對PI組和對照組ALFF腦圖、每個ALFF值差異腦區(qū)全腦功能連接行統(tǒng)計學(xué)分析，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 PI組與對照組的ALFF值分析結(jié)果與對照組相比，PI組ALFF增高有統(tǒng)計學(xué)意義的腦區(qū)為右側(cè)顳中回、右側(cè)補(bǔ)充運(yùn)動區(qū)、右側(cè)額上回內(nèi)側(cè)、左側(cè)額下回三角部；ALFF值降低有統(tǒng)計學(xué)意義的腦區(qū)為雙側(cè)額中回、左側(cè)后扣帶回，見表1和圖1。

圖1 與正常對照組比較，PI組ALFF增高的腦區(qū)為右側(cè)顳中回、右側(cè)補(bǔ)充運(yùn)動區(qū)、右側(cè)額上回內(nèi)側(cè)、左側(cè)額下回三角部；ALFF值降低的腦區(qū)為雙側(cè)額中回、左側(cè)后扣帶回。圖2 以右側(cè)顳中回為ROI,PI組右側(cè)顳中回與左側(cè)枕中回功能連接降低。圖3～8 分別以右側(cè)補(bǔ)充運(yùn)動區(qū)、右側(cè)額上回內(nèi)側(cè)、左側(cè)額下回三角部、雙側(cè)額中回、左側(cè)后扣帶回為ROI,PI組功能連接均增高包括右側(cè)補(bǔ)充運(yùn)動區(qū)與右側(cè)額上回內(nèi)側(cè)、右側(cè)緣上回；右側(cè)額上回內(nèi)側(cè)與左側(cè)補(bǔ)充運(yùn)動區(qū)延伸至雙側(cè)額葉；左側(cè)額下回三角部與左側(cè)背外側(cè)額上回、右側(cè)楔前葉、左側(cè)枕中回、右側(cè)頂下緣角回；左側(cè)額中回與左側(cè)小腦腳I區(qū)、右側(cè)三角部額下回、右側(cè)緣上回；右側(cè)額中回與左側(cè)額下回三角部；左側(cè)后扣帶回與右側(cè)額中回、左側(cè)額下回眶部、左側(cè)頂下緣角回。

表1 PI組與正常對照組ALLF值組間比較結(jié)果

2.2 PI組與對照組的ALFF值差異腦區(qū)功能連接分析結(jié)果與對照組相比，PI組右側(cè)顳中回與左側(cè)枕中回功能連接降低，而功能連接增高者包括右側(cè)補(bǔ)充運(yùn)動區(qū)與右側(cè)額上回內(nèi)側(cè)、右側(cè)緣上回，右側(cè)額上回內(nèi)側(cè)與左側(cè)補(bǔ)充運(yùn)動區(qū)延伸至雙側(cè)額葉，左側(cè)額下回三角部與左側(cè)背外側(cè)額上回、右側(cè)楔前葉、左側(cè)枕中回、右側(cè)頂下緣角回，左側(cè)額中回與左側(cè)小腦腳Ⅰ區(qū)、右側(cè)三角部額下回、右側(cè)緣上回，右側(cè)額中回與左側(cè)額下回三角部，左側(cè)后扣帶回與右側(cè)額中回、左側(cè)額下回眶部、左側(cè)頂下緣角回，見表2、圖2～圖8。

表2 PI組與正常對照組ALLF值異常腦區(qū)與全腦功能連接比較結(jié)果

3 討 論

本研究結(jié)果顯示，與正常對照組相比，PI患者組多個腦區(qū)腦功能及其腦網(wǎng)絡(luò)有異常改變。

3.1 PI患者顳葉腦功能及網(wǎng)絡(luò)的改變顳葉及枕葉屬于視聽覺網(wǎng)絡(luò)。其中顳葉不但參與睡眠各期意識和認(rèn)知，而且與人類的情緒和精神活動也有很大關(guān)系，正常人的顳葉在入睡過程中的活性是逐漸降低[9]。本研究發(fā)現(xiàn)PI患者的右側(cè)顳中回 ALFF值增高、右側(cè)顳中回與左側(cè)枕中回功能連接減低，反映了PI患者處于高度覺醒狀態(tài)，并且大量的心理活動使視聽覺功能網(wǎng)絡(luò)異常敏感而阻礙了睡眠的起始或維持。

3.2 PI患者補(bǔ)充運(yùn)動區(qū)腦功能及網(wǎng)絡(luò)的改變補(bǔ)充運(yùn)動區(qū)參與運(yùn)動學(xué)習(xí)、準(zhǔn)備、啟動等多個階段[10]。本研究發(fā)現(xiàn)右側(cè)補(bǔ)充運(yùn)動區(qū)功能活動異?？赡芘cPI患者輾轉(zhuǎn)難眠的運(yùn)動性不安狀態(tài)相關(guān)。另外，右側(cè)緣上回與軀體感覺功能網(wǎng)絡(luò)相關(guān)，因此右側(cè)補(bǔ)充運(yùn)動區(qū)與右側(cè)緣上回功能連接增高可能反映了PI患者腦運(yùn)動網(wǎng)絡(luò)與感覺網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)異常。有研究發(fā)現(xiàn)組成感覺運(yùn)動網(wǎng)絡(luò)如補(bǔ)充運(yùn)動皮質(zhì)之間的功能連接增強(qiáng)，提示PI患者對外界刺激的反應(yīng)時間延長，從而導(dǎo)致睡眠潛伏期延長[11]。右側(cè)額上回內(nèi)側(cè)屬于前額葉的一部分，在高級認(rèn)知活動中前額葉屬于關(guān)鍵性調(diào)節(jié)腦區(qū)，它與睡眠的各期意識和認(rèn)知水平存在著相關(guān)性。右側(cè)補(bǔ)充運(yùn)動區(qū)與右側(cè)額上回內(nèi)側(cè)功能連接增高，可能提示PI患者的補(bǔ)充運(yùn)動區(qū)功能活動異常，從而使前額葉對其認(rèn)知調(diào)節(jié)代償性增強(qiáng)。

3.3 PI患者前額葉腦功能及網(wǎng)絡(luò)的改變前額葉是高級認(rèn)知活動調(diào)節(jié)腦區(qū)，與睡眠過程中各期意識和認(rèn)知水平的變化相關(guān)，包括Brodmann 8、9、10、11、12、13、44、45、46和47區(qū)。Joo等[12]發(fā)現(xiàn)PI患者前額葉皮層灰質(zhì)體積、灰質(zhì)密度的減少，并且前額葉灰質(zhì)密度與失眠嚴(yán)重程度和入睡后覺醒時間均呈負(fù)相關(guān)，提示前額葉功能受損。多項研究提示PI患者的記憶能力、執(zhí)行能力等認(rèn)知功能異常[13-14]。本研究結(jié)果顯示，PI患者大部分功能活動異常腦區(qū)位于前額葉，提示PI患者的認(rèn)知障礙。

在功能連接方面涉及的腦網(wǎng)絡(luò)較多，PI患者這些前額葉腦區(qū)與補(bǔ)充運(yùn)動區(qū)、前額葉腦區(qū)(包括背外側(cè)額上回、雙側(cè)額下回三角部)、默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)(楔前葉)、視覺網(wǎng)絡(luò)(枕中回)、記憶相關(guān)網(wǎng)絡(luò)頂下小葉(頂下緣角回、緣上回)、小腦腳Ⅰ區(qū)功能連接增高。前額葉腦區(qū)與補(bǔ)充運(yùn)動區(qū)功能網(wǎng)絡(luò)的異?？赡芊从沉饲邦~葉對補(bǔ)充運(yùn)動區(qū)認(rèn)知調(diào)節(jié)代償性增強(qiáng)，此結(jié)果更加驗證了上述補(bǔ)充運(yùn)動區(qū)的推測。此外，PI患者前額葉腦區(qū)不但出現(xiàn)功能活動的異常，而且在前額葉功能異常腦區(qū)中，右側(cè)額上回內(nèi)側(cè)、左側(cè)額下回三角部激活增高而雙側(cè)額中回激活卻降低，并且前額葉內(nèi)各腦區(qū)間的功能連接亦出現(xiàn)異常，本研究結(jié)果可能反映了前額葉不同網(wǎng)絡(luò)間的功能活動紊亂。腦的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)大腦監(jiān)測內(nèi)外環(huán)境、自我內(nèi)省、提取情景記憶、情緒和焦慮、精神不集中等功能，直接影響著人們的心理活動[15]。楔前葉是默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，在靜息狀態(tài)下默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)可使正常人減少關(guān)注甚至屏蔽對外界的刺激，而PI患者卻難以從外界信息中脫離出來，不足以進(jìn)入入睡的狀態(tài)，從而導(dǎo)致前額葉與默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)、視覺網(wǎng)絡(luò)功能連接增高，前額葉對其調(diào)節(jié)增強(qiáng)。頂下小葉包括頂下緣角回、緣上回，與記憶相關(guān)，頂下小葉受損的患者有較明顯的記憶障礙[16]。高質(zhì)量的睡眠有助于神經(jīng)系統(tǒng)的休息和損傷功能恢復(fù)、鞏固記憶，而PI患者存在不同程度的記憶功能下降[17]。因此，PI患者前額葉與頂下小葉功能連接增高，提示前額葉代償性增強(qiáng)與頂下小葉聯(lián)系，調(diào)節(jié)PI患者記憶功能。目前PI在小腦方面的研究較少。已有研究發(fā)現(xiàn)人類小腦與大腦皮層間存在廣泛的功能連接，形成了復(fù)雜的小腦－大腦閉合回路，小腦與大腦之間的功能耦合參與了人類的認(rèn)知過程，其中小腦腳是小腦與大腦皮質(zhì)相互聯(lián)系的通路[18]。PI患者的前額葉與小腦腳I區(qū)功能連接增高可能反映的是其認(rèn)知功能聯(lián)系的增強(qiáng)表現(xiàn)。

3.4 PI患者后扣帶回腦功能及網(wǎng)絡(luò)的改變后扣帶回、楔前葉屬于腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)，默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)可使正常人在靜息狀態(tài)下減少關(guān)注甚至屏蔽外界的刺激，PI患者的后扣帶回功能激活降低提示默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)功能受損，導(dǎo)致PI患者難以進(jìn)入入睡的狀態(tài)。此外，后扣帶回與前額葉腦區(qū)、記憶相關(guān)網(wǎng)絡(luò)頂下緣角回功能連接增高，反映了前額葉對默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的調(diào)節(jié)增強(qiáng)，以及默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)與記憶網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系增高。