頸椎減壓術后退行性頸椎病患者的腦功能與結構重塑:多模態MRI揭示神經可塑性機制

《Communications Medicine》:Functional and structural brain remodeling in patients with degenerative cervical myelopathy following cervical decompression surgery

【字體: 時間:2025年05月23日 來源:Communications Medicine 5.4

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  本研究針對退行性頸椎。―CM)患者術后腦重塑機制不明的問題,通過多模態MRI技術(rs-fMRI/VBM)分析54例患者術前術后腦功能(zALFF/FC)與結構(GMV)變化。發現術后感覺運動區功能活動增強與臨床評分改善正相關,而灰質體積減少持續存在,揭示神經功能代償早于結構恢復的規律,為DCM術后康復策略提供新依據。

  

退行性頸椎。―CM)作為50歲以上人群脊髓損傷的主要病因,其引起的頸椎脊髓壓迫會導致步態障礙、感覺異常等神經功能障礙。盡管頸椎減壓手術(CDS)是標準治療手段,但手術如何影響大腦功能與結構的重塑過程仍不明確。既往研究多聚焦脊髓局部變化,忽視了腦-脊髓軸雙向互作機制,且缺乏多模態影像學證據。安徽醫科大學第一附屬醫院團隊在《Communications Medicine》發表的研究,首次通過縱向多模態MRI揭示了DCM患者術后腦重塑的動態規律。

研究采用靜息態功能磁共振(rs-fMRI)結合基于體素的形態學分析(VBM),對54例DCM患者術前、術后3個月及57例健康對照(HC)進行對比。關鍵技術包括:1)z分數標準化低頻振幅(zALFF)評估腦區自發活動;2)種子點功能連接(FC)分析腦網絡重組;3)縱向灰質體積(GMV)測量結構變化;4)改良日本骨科協會評分(mJOA)量化神經功能。

結果部分
zALFF差異揭示感覺運動代償機制
術前患者枕葉(Occipital_Mid_L)、顳上回(STG.L/R)等感覺區活動顯著降低,而角回(ANG.R)、頂上小葉(PCUN.R)等認知整合區活動增強。術后右側中央后回(PoCG.R)zALFF值顯著升高,且與mJOA評分呈正相關,提示感覺運動通路功能代償。

功能連接重組與臨床恢復相關
以PCUN.R為種子點,術后其與中央前回(PreCG.L/R)、輔助運動區(SMA.L)的FC增強,且連接強度與運動功能改善正相關。但顳中回(MTG.L)等區域FC未完全恢復,反映不同腦區重塑異質性。

灰質體積持續減少的結構困境
術前患者感覺運動皮層(PreCG.R/PoCG.L)、海馬(HIP.L/R)等廣泛區域GMV減少,術后未見明顯恢復,丘腦(THA.L/R)體積進一步下降,表明結構損傷不可逆性。

結論與意義
該研究首次闡明DCM術后腦功能與結構重塑的時空分離現象:1)功能代償(如PoCG.R活動增強)早于結構恢復,依賴神經網絡重組而非單純解剖修復;2)認知區域(PCUN.R/ANG.R)的過度激活可能是適應性代償;3)GMV持續減少提示慢性損傷的累積效應。這一發現突破了傳統"結構決定功能"的認知,為術后康復窗口期判定提供了影像學生物標志物。研究建議未來結合經顱磁刺激(TMS)等神經調控技術,針對關鍵代償腦區進行精準干預,推動DCM治療從解剖減壓向腦功能重塑的范式轉變。

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