2型糖尿病患者工作記憶相關(guān)腦網(wǎng)絡(luò)的fMRI研究.pdf

1、目的：
　　評價無并發(fā)癥的2型糖尿?。╰ype2 diabetes mellitus, T2DM）患者工作記憶（working memory, WM）相關(guān)腦網(wǎng)絡(luò)的激活和功能連接情況，及其與WM行為學(xué)表現(xiàn)之間的關(guān)系，探索能夠早期預(yù)測 T2DM患者認(rèn)知功能下降的功能影像學(xué)指標(biāo)。
　　方法：
　　收集無并發(fā)癥的T2DM患者21名（男14名，女7名，平均年齡54.52±8.78歲），并招募健康志愿者21名（男9名，女12名，平

2、均年齡51.14±6.09歲）作為對照組（healthy controls, HC）。采用3.0T磁共振掃描儀，對所有受試者在執(zhí)行組塊設(shè)計的數(shù)字1-back WM任務(wù)狀態(tài)下進(jìn)行fMRI數(shù)據(jù)采集，并記錄受試者執(zhí)行任務(wù)的行為學(xué)表現(xiàn)（反應(yīng)時和正確率）。
　　采用基于Matlab的統(tǒng)計參數(shù)圖（Statistical ParametricMapping8，SPM8)軟件進(jìn)行fMRI數(shù)據(jù)的預(yù)處理，預(yù)處理步驟包括時間層校正、頭動校正、空間標(biāo)準(zhǔn)化

3、和空間平滑。采用基于Matlab的GIFT(Group ICA of fMRI Toolbox)軟件對平滑后的數(shù)據(jù)進(jìn)行獨立主成分分析（Independent component analysis, ICA）處理，獲得所有受試者的22個獨立成份的時間序列和空間分布，并將空間圖歸一化為標(biāo)準(zhǔn)化功能連接強(qiáng)度。在去除9個與本研究目的無關(guān)的噪聲成份后，采用SPM8軟件中的一般線性模型對其他13個成份的時間序列與WM任務(wù)的設(shè)計矩陣進(jìn)行回歸分析，獲得每

4、個受試者的13個偏相關(guān)系數(shù)，即β值（代表激活程度）。然后，分別對13個成分的平均β值進(jìn)行單樣本t-檢驗，最終識別出7個與WM任務(wù)相關(guān)的成份（P<0.05，bonfferoni校正）。
　　應(yīng)用 SPSS中的一般線性模型，在控制年齡、性別和教育程度下，比較7個任務(wù)相關(guān)成份的β值的組間差異（P<0.05，bonfferoni校正）。應(yīng)用SPM8中的雙樣本t-檢驗，在控制年齡、性別和教育程度下，分別對7個任務(wù)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的功能連接強(qiáng)度進(jìn)行

5、組間比較（P<0.05，AlphaSim校正）。采用SPSS對人口學(xué)變量、臨床變量、認(rèn)知測試及WM任務(wù)表現(xiàn)結(jié)果進(jìn)行組間比較，顯著性水平設(shè)為P<0.05。
　　結(jié)果：
　　與HC組相比，T2DM組教育程度相對較高（P=0.03），WM任務(wù)正確率相對較低（P=0.01）。其他臨床資料、實驗室檢查及認(rèn)知測試結(jié)果均無顯著組間差異。
　　T2DM組的第11個成份（C11，主要包含右側(cè)額頂葉皮層）和第19個成份（C19，主要包含雙

6、側(cè)額葉及左側(cè)頂葉皮層）的β值顯著高于HC組（C11, P=0.002; C19,P=0.003；Bonfferoni校正），且T2DM組C11和C19的β值與WM任務(wù)的反應(yīng)時之間呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05）?；隗w素的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)功能連接組間比較結(jié)果顯示，在控制年齡、性別及教育程度后，C19內(nèi)的雙側(cè)前額皮層腹外側(cè)面（ventral lateral prefrontal cortex, vlPFC）的3個腦區(qū)的功能連接強(qiáng)度于T2DM組明顯低于H

7、C組（P<0.05，AlphaSim校正）。3個腦區(qū)的功能連接強(qiáng)度與WM任務(wù)行為學(xué)表現(xiàn)之間無顯著相關(guān)性（P>0.05）。
　　結(jié)論：
　　本研究首次采用 ICA方法提取T2DM患者 WM相關(guān)的腦網(wǎng)絡(luò)，并分析了T2DM對WM任務(wù)相關(guān)腦網(wǎng)絡(luò)的激活和功能連接強(qiáng)度的影響。研究結(jié)果提示無并發(fā)癥的T2DM患者在早期即可發(fā)生WM功能損害，WM相關(guān)網(wǎng)絡(luò)的異常過度激活可能反映了早期T2DM患者的一種有限的腦功能代償機(jī)制，而WM相關(guān)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)功能連