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    发表日期:2013年3月1日 编辑:shphao 有2946位读者读过此文 【字体:
海洛因成瘾脑功能连接:基于基底节-纹状体 ROI 子区的分析

海洛因成瘾脑功能连接异常的静息态功能磁共振研究——基于基底节-纹状体 ROI 子区的分析

基底节区的纹状体接收来自几乎全脑各区的神经投射,皮层-纹状体环路的功能连接相当复杂,涉及运动、空间、联合、情感、边缘系统等多个网络系统。既往大量的皮层-纹状体环路研究结果,都是基于哺乳动物的神经连接解剖和动物及人的损伤研究。而近年快速发展的脑功能成像研究,实际上已经为皮层-纹状体环路的功能连接提供了大量基础信息。由于这些脑功能成像的研究结果分散而不成系统,2006PostumaDagher126篇关于基底节纹状体的PETfMRI文献(几乎都是基于任务刺激)的结果进行了 Meta 分析,对基底节纹状体的子区分区及其各自的功能连接进行了系统的总结归纳。为了验证和补充 Postuma Dagher 的结论,2008 Martino 等基于 Postuma Dagher 的分析结果,选取了基底节纹状体区的 6 个代表性子区作为 ROI,进行了静息态的功能磁共振研究,以探查基底节纹状体子区的功能连接情况。Martino 等的研究结果验证了动物模型上经典的皮层-纹状体环路及 Postuma Dagher 的分析结果,并显示了以往未见报道的腹侧纹状体与眶额叶之间的功能连接。传统理论认为,基底节区的重要功能是对运动功能的调节,许多运动系统的疾病如帕金森病、亨廷顿病等都与基底节区的功能异常有关。近年的功能影像学研究发现,基底节纹状体区还涉及到执行、认知控制、奖赏相关的动机处理等高级认知功能。与之对应,基底节纹状体区的功能异常可能导致执行和动机处理功能的缺损,而发生抑郁症、精神分裂症、物质依赖、强迫症、ADHD 等神经25精神疾病。2009 Harrison 等使用静息态功能磁共振技术,研究了强迫症患者皮层-纹状体环路功能连接的异常。Harrison 等的研究也是基于 Postuma Dagher 的结果,选取基底节纹状体区的 6 个代表性子区作为 ROI,进行全脑相关分析。其结果显示强迫症病人的腹侧纹状体与眶额叶之间的功能连接性较正常对照组增强,且其强度与强迫症的严重程度呈正相关。另外,强迫症病人在背侧纹状体与外侧前额叶之间、腹侧纹状体与中脑 VTA 之间的功能连接性较正常对照组减低。

多巴胺能神经元及投射是脑内最重要的神经递质系统,尤其在基底节纹状体区发挥重要的作用。基底节纹状体区多巴胺递质系统的异常,会严重影响正常的思维、情绪、行为,许多病理状态包括老年化都可见到这种异常。为了了解多巴胺对皮层-纹状体环路功能连接的影响,2009 Kelly 等采用了和 Martino 等相同的方法,以静息态功能磁共振结合口服左旋多巴(一种多巴胺的前体药物)进行了双盲对照试验。Kelly 等研究结果发现,在健康的年轻人服用左旋多巴后,其皮层-纹状体环路功能连接发生了显著改变。这些改变包括:和运动有关的、在豆状核壳与小脑及脑干之间的功能连接增强了,在腹侧纹状体下区与腹外侧前额叶之间的功能连接也增强了,但是腹侧纹状体及背侧尾状核与默认网络系统的功能连接中断了。左旋多巴引起的这些改变可能体现了多巴胺对纹状体认知和运动相关网络系统的调制作用。结合最近的一些研究进展可以推测,静息态下脑功能连接的异常的原因之一可能就是多巴胺能神经递质系统的异常。

药物成瘾的表现与强迫症有部分相似之处,特别在行为的强迫性上可能有部分重叠的神经机制。药物成瘾的基本神经机制之一多巴胺能神经递质系统的异常。故此,研究脑内基底节-纹状体区的功能连接异常在毒品依赖成瘾的神经脑机制中具有重要意义。既往任务模式的脑功能成像研究,虽然从奖赏、动机、情感等方面分别研究了基底节-纹状体区的各个子区在毒品成瘾时的功能异常,但是没有在一个研究内同时观察这个系统的整体情况,而静息态下 fMRI 提供了这样一个机会,完整描绘该系统在毒品成瘾中的异常,特别是皮层-纹状体环路及纹状体子区内部的功能连接异常。

根据现有的实验条件,本人计划了本课题研究的第 2 部分:采用与 Martino Harrison 等研究相同的数据分析方法,选取基底节纹状体区的 6 个代表性子26区作为 ROI,进行全脑相关分析,观察海洛因成瘾者纹状体功能连接的异常。


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