背景 多发性硬化症(MS)中,丘脑已成为与认知功能障碍相关的关键脑区。既往研究已发现丘脑结构损伤、功能连接改变与认知表现之间存在关联,但各丘脑核团的具体贡献以及整合结构与功能指标的附加价值仍未得到充分认识。
方法 从102名多发性硬化症患者和27名健康对照者中收集了T1加权磁共振成像、扩散磁共振成像、静息态功能性磁共振成像和神经心理学数据。计算了每个核团的丘脑灰质体积、白质微结构完整性和功能可控性,并在多发性硬化症患者与健康对照者之间,以及多发性硬化症认知亚组之间进行比较。采用偏Spearman相关分析考察三种模态的影像学指标之间的关系,以及影像学指标与多发性硬化症患者认知表现之间的关系。使用稀疏典型相关分析模型考察丘脑影像学指标与多发性硬化症患者认知表现之间的协方差。
结果 在多发性硬化症患者中,无论认知状态如何,所有丘脑核团均观察到广泛的萎缩和微结构损伤。相比之下,功能可控性的改变更具空间特异性,主要影响内侧背前核,并且在认知障碍患者中最为明显。这些功能可控性指标独立于灰质体积、白质完整性和病灶负荷。将丘脑功能可控性与结构指标结合,比单独使用任何一种指标更能强效关联多发性硬化症患者的认知表现。
结论 本研究提供了新的证据,表明丘脑(特别是内侧背前核)的功能可控性在多发性硬化症认知障碍中起着关键作用。通过应用网络控制框架,我们的研究结果提供了一个超越传统连接性分析的动态系统视角,捕捉到丘脑在支持灵活认知转换方面的作用。结构指标与功能可控性指标的整合增强了表征认知表现个体差异的能力,并可能指导未来识别多发性硬化症认知功能障碍生物标志物的工作。
利益冲突声明 Y.Y.、A.W.、I.L.、J.H.、R.K.和N.M.声明无利益冲突。V.T.报告从诺华、杨森、Alexion、百健、Lundbeck、Almirall和Viatris获得咨询费;从诺华、杨森、Alexion、百健、默克、Lundbeck、Almirall、罗氏、百时美施贵宝、Viatris、Horizon和赛诺菲获得报酬;并从英国多发性硬化症学会获得研究资助。Y.L.声明无利益冲突。N.T.B.报告在研究期间获得英国医学研究理事会(MR/X005267/1)的研究资助。
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