青少年肌阵挛癫痫脑网络的研究进展

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．综述．
青少年肌阵挛癫痫脑网络的研究进展
杨飞
罗程
蒋思思
王晓明
青少年肌阵挛癫痫（ｊｕｖｅｎｉｌｅ
ｍｙｏｃｌｏｎｉｃ
ｅｐｉｌｅｐｓｙ，ＪＭＥ）是
扫描能够提供大脑内的水分子弥散参数［各向异性分数 （ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ，ＦＡ）和平均弥散率（ｍｅａｎ
ｍｏｔｏｒ
ｉｍａｇｉｎｇ，ＤＴＩ）的脑结
ａｒｅａ，ＳＭＡ）追踪的纤维结构连接显著
减少，并且该结构连接上的弥散参数也存在变化（ＦＡ值减 少、ＭＤ值增加），但是这些变化并没有在额叶癫痫患者中发 现。Ｖｏｌｌｍａｒ等¨引发现ＪＭＥ患者内侧额叶的结构连接发生 改变，前额叶的认知皮质与运动皮质之间的结构连接增加， 而额叶与额极之间的连接减少，推测内侧额叶结构连接的改 变可能为ＪＭＥ发作的解剖基础。最近，Ｋｉｍ等¨叫也证实 ＪＭＥ患者内侧额叶结构连接发生改变，并发现丘脑与内侧额 叶皮质及楔前叶／后扣带皮质之间的结构连接减少。这些研 究表明，额叶区域结构脑网络异常在ＪＭＥ发病机制中有重 要作用，目前结构脑网络研究尚未深入，如额叶特定区域（如 ＳＭＡ、内侧前额叶等）所涉及的白质纤维束是否异常等问题 有待于进一步深人研究。 二、ＪＭＥ脑功能网络研究现状
ｃａｕｓａｌ ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ，
ｉｍａｇｉｎｇ，ｆＭＲＩ）技术。Ｓｔｅｆａｎ等啦¨用脑磁图／脑电图对ＩＧＥ 进行研究时发现，ＪＭＥ和肌阵挛失神癫痫在脑岛、丘脑和额 叶的中央和运动前区神经元活动增强，推测肌阵挛可能累及 到丘脑一岛叶一运动区网络。Ｈｏｌｍｅｓ等口引用２５６导脑电图研 究ＪＭＥ发现，ＳＷＤｓ播散过程可能涉及１个局限的额一颞叶 皮质一丘脑网络。基于ｆＭＲｌ分析癫痫脑功能网络主要采用 两种方式，即直接利用脑区间ＢＯＬＤ（ｂｌｏｏｄ
之间的ＳＷＤｓ相关ＢＯＬＤ信号还存在先后变化；并且ＢＯＬＤ 信号在癫痫发作前、发作期和发作后也呈动态变化旧９｜；这些 结果反映了与ＳＷＤｓ起源、播散有关的脑区及其之间存在某 种模式的相互关联，为进一步利用ＥＥＧ—ｆＭＲＩ从脑网络的角 度深入研究ＳＷＤｓ的产生机制提供了可能。ＢＯＬＤ信号个体 化差异的影响因素较多，推测可能与ＩＧＥ不同亚型（如ＪＭＥ、 失神癫痫）、ＳＷＤｓ的特征（形态、分布和持续时间）、是否使 用抗癫痫药物等相关。３…。在对具有眼睑肌阵挛失神发作患 者的ＥＥＧ—ｆＭＲＩ进行初步研究后发现，ＳＷＤｓ引起丘脑激活 信号可能与自身放电相关；ＳＷＤｓ引起的负激活区域位于额 前部、顶叶后部皮质及扣带后回，与基线水平的脑功能“默认 模式”相关ｐ“。 由于同步ＥＥＧ—ｆＭＲＩ技术可以判定患者在ｆＭＲＩ数据采 集期间是否存在癫痫活动（发作期和发作间期的ＳＷＤｓ），因 此，该技术也被应用于癫痫的脑网络研究中。目前，已有学 者通过研究发现发作间期的癫痫放电会影响ｆＭＲＩ检测到的 功能连接¨“。通过同步的脑电图检测，能判定无癫痫放电 的“纯”静息态ｆＭＲＩ数据，从而获得未受到癫痫活动影响的 脑网络改变。Ｍｏｅｌｌｅｒ等∞引在ＩＧＥ中分别对ＳＷＤｓ引起 ＢＯＬＤ活动的脑区进行全脑功能连接分析，发现在同步脑电 图未检测到癫痫活动的“纯”静息态中，这些区域的全脑功 能连接没有改变，该结果支持ＳＷＤｓ突发性的特征，并暗示 这些结构主要受到ＳＷＤｓ的瞬时影响，而与癫痫的其他特征 无关。目前的研究主要是建立在混合几种亚型的ＩＧＥ上，针 对ＪＭＥ进行的专门研究较少。因此，有必要迸一步运用 ＥＥＧ—ｆＭＲＩ对ＪＭＥ特异的脑网络进行研究，并探索ＳＷＤｓ核 心网路间是否存在特异的功能连接。 （三）脑功能因果网络研究 Ｇｒａｎｇｅｒ因果和动态因果模型（ｄｙｎａｍｉｃ
ＤＯＩ：１０．３７６０／ｃｍａ．ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－７８７６．２０１５．０７．０２０
ｔｅｎｓｅｒ
ｍｏｒｐｈｏｍｅｔｒｙ，
上的关联性并作为结构脑网络节点间连接的边，并以不同的 脑区为节点，从而构建一组人群基于形态学的结构网络。 Ｂｅｒｎｈａｒｄｔ等ｍ１在癫痫患者中应用该方法，发现颞叶癫痫患 者的结构网络小世界特征发生改变。最近，Ｂｅｒｎｈａｒｄｔ等¨８’ 发现ＩＧＥ患者的额一中央一顶区的皮质厚度变薄与丘脑的萎 缩显著相关，并推测这可能反映了ＳＷＤｓ导致皮质一丘脑网 络的重构。 目前，ＤＴＩ纤维束追踪技术是另一种应用于构建脑结构 网络的新方法，以探讨健康人群和神经精神疾病患者的脑网 络特征。Ｖｕｌｌｉｅｍｏｚ等¨纠在研究ＪＭＥ中发现，从辅助运动区 （ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ
基金项目：国家自然科学基金资助项目（８１２７１５４７） 作者单位：６３７０００四川省南充市，川北医学院附属医院神经内 科，川Ｉ北医学院神经疾病研究所（杨飞、王晓明）；电子科技大学生命 科学与技术学院神经信息教育部重点实验室（罗程、蒋思思） 通信作者：王晓明，Ｅｍａｉｌ：Ｗａｎｇｘｍ２３８＠１６３．ｃｏｒｎ
万方数据
生堡益垒型苤盍垫！ｉ至！旦筮堡鲞箜！塑垦坚！』盟型塑！：！！！ｚ垫！ｉ：芏！！：堡：坐：！ 目前研究人类脑功能网络连接的主要手段包括时间分 辨率高的脑电图或脑磁图（ｍａｇｎｅｔｏｅｎｃｅｐｈａｌｏｇｒａｍ）以及空间 分辨率高的功能磁共振成像（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ
ｍａｇｎｅｔｉｃ
ｒｅｓｏｎａｎｃｅ
ｍｏｄｅ
ｎｅｔｗｏｒｋ，ＤＭＮ）等。这些研究证实静息状态的大脑不是“空 载”，而是存在大量不同的自发活动，而且这些自发活动在多 个脑区之间存在着高度相关。目前，已有大量研究证实在神 经精神疾病中，静息态脑网络存在异常旧…。而在ＪＭＥ中，神 经心理学评估已经发现与额叶相关的认知功能损害，如记 忆、语言和执行功能损害等ⅢＪ。Ｖｏｌｌｍａｒ等Ⅲ１发现ＪＭＥ患 者在执行工作记忆任务时，运动系统还存在增高的功能连接 性，并推测辅助运动区可能在联系认知网络和运动系统间起 到了重要作用。利用静息态ｆＭＲＩ技术，在ＩＧＥ中已经发现 全脑网络连接异常，结构一功能间失耦合现象ⅢＪ。最近，Ｋａｙ 等怛刊在包括ＪＭＥ的ＩＧＥ大样本研究中发现静息态ＤＭＮ连 接降低，其中难治性癫痫的ＤＭＮ连接降低更为明显。迄今， 少有文献用静息态ｆＭＲＩ来专门研究ＪＭＥ脑网络，特别是认 知、执行、运动等脑网络。目前需进一步通过在静息态ｆＭＲＩ 明确其相应功能网络是否存在异常，这些潜在的改变是否与 癫痫活动、病程有关，并进一步探讨需要进行治疗干预的目 标网络，从而改善认知等功能的异常。 （二）基于ＥＥＧ—ｆＭＲＩ的脑网络研究 ＥＥＧ．ｆＭＲＩ充分融合了脑电图对癫痫活动检测的敏感度 及其自身的高时间分辨率和伽ＲＩ对脑代谢的敏感度及其自 身的高空间分辨率的优势，通过测定ＢＯＬＤ信号变化来了解 癫痫放电时伴有的潜在神经元活动，为研究人类癫痫的定位 和发病机制开辟了一条新的无创途径。针对部分性癫痫， ＥＥＧ—ｆＭＲＩ有助于了解病灶区对癫痫活动起源的意义，确定 手术区域心…。但是，包括ＪＭＥ、失神发作、强直阵挛发作的 ＩＧＥ，被认为没有明确的病灶与癫痫相关，可能用癫痫活动的 核心网络异常能够更好地描述ＳＷＤｓ的发生播散机制。最 近，有研究小组在应用ＥＥＧ．ｆＭＲＩ研究ＳＷＤｓ导致的脑代谢 变化中，发现丘脑、尾状核、“默认模式”（ｄｅｆａｕｌｔ ｍｏｄｅ）区域 （内侧额叶、后扣带回等）与发作问期ＳＷＤｓ相关。各个脑区
ｏｘｙｇｅｎａｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌ
ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ）信号的相互作用研究癫痫的静息态脑网络，以及 采用同步脑电图联合功能磁共振技术（ＥＥＧ—ｆＭＲＩ）研究癫痫 活动相应的脑功能网络。 （一）基于静息态ｆＭＲＩ的脑网络研究 利用静息态ｆＭＲＩ的研究发现，低频ＢＯＬＤ信号震荡在 空间分离的脑区间存在高相关度，具有明显的网络行为。近 年来，数个稳健静息态脑功能网络被发现，如视觉网络、听觉 网络、注意网络、记忆网络、“默认模式”网络（ｄｅｆａｕｌｔ
为５％一１ １％，发作期典型的脑电图表现为双侧对称性欠规 律的４～６ Ｈｚ弥漫性多棘慢波或棘慢复合波（ｓｐｉｋｅ
ｗａｖｅ
ｄｉｓｃｈａｒｇｅｓ，ＳＷＤｓ）¨“。ＪＭＥ临床发作以双侧、单次或
重复多次、无节律的肌阵挛抽动为特征，上肢明显，除肌阵挛 发作外，通常还合并强直阵挛发作和不典型失神发作口Ｊ。其 中９０％的ＪＭＥ患者抗癫痫药物治疗有效，但是停药后通常 会复发，多数患者需要终身治疗Ｍ Ｊ。 ＳＷＤｓ作为ＪＭＥ的特征性脑电图征象，其发生机制迄今 尚不明确。近年来，基于人类功能影像学的研究提示，ＳＷＤｓ 可能选择性地累及脑内特异结构，形成结构和功能相互连接 的癫痫活动的核心网络，对癫痫发作的演变起着重要作用。 因此，我们对ＪＭＥ的ＳＷＤｓ产生机制的脑网络研究进行综 述。 一、ＪＭＥ脑结构及结构脑网络研究现状 （一）基于体素的形态学分析（ｖｏｘｅ］一ｂａｓｅｄ ＶＢＭ）和弥散张量成像（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ 构研究 ＪＭＥ作为ＩＧＥ中的一类，常规的神经影像学检查通常不 会在大脑内发现与癫痫相关的形态学改变。随着新兴成像 方式（如ＤＴＩ）及数据处理方法（如ＶＢＭ）的出现，更多的研 究开始关注于ＪＭＥ患者大脑细微结构的改变。Ｔａｅ等‘５１用 ＶＢＭ发现在ＪＭＥ患者的额叶存在皮质厚度降低。有学者在 新诊断的ＪＭＥ患者中也发现额叶和丘脑的灰质体积减小， 这说明灰质结构的改变可能更早于肌阵挛发作¨Ｊ。随后，在 ＪＭＥ患者不同的脑区也发现了灰质体积的改变，如前额叶、 扣带、丘脑、脑岛以及枕叶等部位ｍ］。最近，Ｓａｉｎｉ等‘９１证实 了ＪＭＥ患者丘脑病变的存在，并运用容量和形状分析技术 揭示了丘脑灰质病理性萎缩的改变。Ａｌｈｕｓａｉｎｉ等¨叫发现 ＪＭＥ患者在前额和中央额叶局部区域内皮质厚度增加与明 显的丘脑体积减少同时存在。这些研究结果证实ＪＭＥ患者 的额叶与丘脑的皮质异常可能与区域脑灰质厚度的改变有 关，推测ＪＭＥ皮质一丘脑结构异常为其可能的发生机制。ＤＴＩ
ＤＣＭ）的有效连接分析，也被广泛地应用于描述ＢＯＬＤ信号 闯的有向信息传递。脑功能因果网络是在功能网络的基础 上，进一步探索不同脑区之间功能驱动关系的网络。在癫痫 活动的核心网络中，各个脑区间存在癫痫放电的播散过程， 其中可能存在起源和影响区的分别ⅢＪ。在一组包括ＪＭＥ和 失神发作患者的研究中，Ｖａｕｄａｎｏ等∞５。应用ＤＣＭ发现楔前 叶对ＳＷＤｓ在皮质一丘脑网络中的播散起到了重要的触发作 用。最近，Ｌｅｅ等Ｄ钊应用ＤＣＭ发现，在ＪＭＥ中ＳＷＤｓ启动和 持续的网络涉及额叶、楔前叶和丘脑，而且楔前叶是起始尖 波和慢波出现次数最多的区域。目前，有效连接分析在ＪＭＥ 研究中尚处于起步阶段，尚存在许多问题需要解决，如ＪＭＥ 核心网络内脑区间的信号传播方向、核心网络与其他静息态 脑网络之间的有向连接等。 三、小结与展望 高敏感度的神经影像学技术为认识ＪＭＥ结构和功能异 常提供了定量和定性检测的方法，目前相关研究表明多种发 病机制参与ＪＭＥ中ＳＷＤｓ的启动与播散，尤其以脑网络机制 学说为研究热点。然而，ＶＢＭ只能在群体问进行比较，不能 做个体研究。而ＤＴＩ不能判定白质纤维束的传出与传人，结