研究發(fā)現(xiàn)中腦黑質(zhì)的結(jié)構(gòu)損傷影響帕金森患者的序列工作記憶

發(fā)布日期：2021-06-10 閱讀次數(shù)：783 來源：中國科學(xué)院官網(wǎng)

摘要：

6月8日，Journal of Neuroscience在線發(fā)表了題為《帕金森病大腦黑質(zhì)結(jié)構(gòu)完整性與序列工作記憶相關(guān)》的研究論文。該研究由中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心（神經(jīng)科學(xué)研究所）研究員葉錚課題組與復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科主任醫(yī)師金莉蓉團(tuán)隊合作完成。結(jié)合神經(jīng)黑色素敏感磁共振成像和任務(wù)態(tài)功能磁共振成像等技術(shù)，研究發(fā)現(xiàn)，中腦黑質(zhì)致密部的結(jié)構(gòu)損傷影響帕金森病（PD）患者的基底神經(jīng)節(jié)功能和序列工作記憶能力。

PD是中老年人常見的神經(jīng)退行性疾病，其核心病理特征為中腦黑質(zhì)致密部多巴胺能神經(jīng)元的變性死亡，以震顫、肌強(qiáng)直、動作遲緩等運(yùn)動癥狀為主要表現(xiàn)，同時伴隨認(rèn)知功能減退、睡眠障礙、自主神經(jīng)功能紊亂等一系列非運(yùn)動癥狀。認(rèn)知障礙是PD常見的非運(yùn)動癥狀之一，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。迄今為止，尚無治愈PD的有效手段，臨床上主要通過復(fù)方左旋多巴、多巴胺受體激動劑等藥物緩解運(yùn)動癥狀。

人們每天都要處理大量的序列信息，談話時要決定先說什么后說什么，干活時要決定先做什么后做什么。在健康成人的大腦中，序列信息的加工由前額葉-基底節(jié)網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)，其中，基底節(jié)包括紋狀體、蒼白球和丘腦底核等重要結(jié)構(gòu)。研究人員在前期工作中發(fā)現(xiàn)，PD患者的序列工作記憶損傷與丘腦底核的過度激活、以及丘腦底核與紋狀體之間的功能連接減弱有關(guān)。

為進(jìn)一步探索PD序列工作記憶損傷的深層機(jī)制，該研究利用神經(jīng)黑色素敏感磁共振成像技術(shù)，檢測了29例PD患者和29例健康對照者的中腦黑質(zhì)致密部神經(jīng)黑色素高信號區(qū)域的面積。同時，利用任務(wù)態(tài)功能磁共振成像技術(shù)，檢測了這些受試者在數(shù)字序背任務(wù)中的行為表現(xiàn)和腦部活動。該任務(wù)要求受試者按從小到大的順序記住4個先后出現(xiàn)的數(shù)字。在一半試次中，數(shù)字以從小到大的順序出現(xiàn)，受試者只要記住原始序列即可。在另一半試次中，數(shù)字以隨機(jī)打亂的順序出現(xiàn)，受試者需要重新排列數(shù)字，并記住新的序列。這兩種試次的對比考驗了受試者加工和更新序列信息的能力。

研究發(fā)現(xiàn)，與健康對照者相比，PD患者的中腦黑質(zhì)致密部神經(jīng)黑色素高信號區(qū)域顯著減小，說明患者中腦黑質(zhì)致密部的結(jié)構(gòu)受損。在數(shù)字序背任務(wù)中，與健康對照者相比，PD患者的丘腦底核激活過高，紋狀體和蒼白球激活不足，中腦黑質(zhì)與丘腦底核、紋狀體和蒼白球的功能連接減弱。在PD患者中，中腦黑質(zhì)致密部神經(jīng)黑色素高信號區(qū)域越小，與序列加工有關(guān)的紋狀體激活程度越弱，加工序列信息的能力也越差。臨床常用的抗帕金森藥物（如多巴胺受體激動劑）雖可調(diào)節(jié)丘腦底核的激活，卻不能有效提高PD患者的序列加工能力。

該研究利用多模態(tài)磁共振成像技術(shù)，結(jié)合計算機(jī)化的認(rèn)知任務(wù)，首次發(fā)現(xiàn)在PD早期中腦黑質(zhì)致密部的結(jié)構(gòu)損傷可能通過調(diào)節(jié)基底神經(jīng)節(jié)的功能紊亂，影響患者加工序列信息的能力。腦智卓越中心劉文玥和復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院王昌鵬、何婷婷為論文的共同第一作者，葉錚和金莉蓉為論文的共同通訊作者，腦智卓越中心陸園和中科院心理研究所蘇明宏、張冠宇等做出了重要貢獻(xiàn)。研究工作獲得國家自然科學(xué)基金委員會和上海市科委的資助。