基于连接度组学的无先兆偏头痛脑网络研究

Migraine is a most common type of idiopathic headache disorders and causes a significant individual and social burden. Frequent migraine attacks may produce pain, sensitivity, productivity loss, the risk of subtle lesions in certain brain regions, and may be associated with a number of physiological and emotional stressors. Previous studies have provided evidence of structural and functional abnormalities in the local brain regions of patients with migraine. However, few studies have focused on the abnormalities of brain network as a complex system in migraine. This research work will focus on the patients with migraine without aura (MWoA) which is the most common type of migraine with highest prevalence range. To elucidate the pathophysiologic mechanism of migraine without aura in system level, we propose to explore the abnormal changes of the MWoA neural network using methods of human connectome. This project stems from complex network analysis combined with clinical details, investigating the abnormality and relationship in structural and functional changes of neural network and decomposing the influence of emotional factor to the network connection patterns, so as to lay a imaging biomarkers for in-depth understanding of the pathogenesis of migraine without aura, and improve the diagnostic methods and disease management of it.

偏头痛作为原发性头痛中最常见的类型之一，造成了巨大的社会和个人负担。频繁的偏头痛发作可以导致长期疼痛、感觉异常、失能甚至增加特定脑区产生损伤的可能，并且与患者许多的生理和情绪压力有关联。以前的研究已经发现了偏头痛会造成患者大脑局部脑区结构和功能的异常。然而很少有研究把偏头痛患者大脑作为一个复杂的系统，来考察其大脑网络系统特性的异常。因此，本研究工作将选取偏头痛中发病率最高、最为常见的无先兆偏头痛作为研究对象，综合运用连接度组学方法，从复杂网络分析出发，结合临床信息，探索无先兆偏头痛患者大脑神经网络结构与功能连接模式的异常变化和相互关系；在此基础上探讨无先兆偏头痛患者的情绪因素对其大脑网络特性的影响机制，试图在系统水平为揭示无先兆偏头痛患者大脑神经网络的病理生理学特征提供研究资料，从而为深入理解无先兆偏头痛的发病机制，提高无先兆偏头痛的诊断和治疗提供影像学标记。

偏头痛作为原发性头痛中最常见的类型之一，会造成患者大脑局部脑区结构和功能的异常，并且与患者许多的生理和情绪压力有关联。本项目以无先兆偏头痛患者为研究对象，采用功能磁共振影像、脑电信号以及行为学任务分析手段，考察了无先兆偏头痛患者大脑结构和功能的变化。首先，我们考察了情绪因素对无先兆偏头痛患者大脑功能的影响，发现和低抑郁症状组比较，高抑郁症状组在尾状核表现出局部一致性值降低。相关分析结果表明尾状核的平均局部一致性值和低抑郁症状组的病程存在正相关。其次，通过局部一致性和功能连接方法考察了无先兆偏头痛患者大脑静息状态异常的纵向变化，发现相对于健康者偏头痛患者其局部一致性在壳核，眶额皮质，二级躯体感觉皮层，脑干和丘脑发生了改变，同时这些脑区在6周的随访检查中展现出纵向的局部一致性变化。再次，我们构建了无先兆偏头痛患者大脑功能网络，发现随着病患病程的增加，偏头痛相关功能连接损伤会以疼痛感知回路为核心，向疼痛情感和疼痛认知评价网络发展，并逐步形成一个分级、高效的异常整合网络。最后，我们从“局部-回路-网络”三个层面上对无先兆偏头痛患者大脑结构和静息态功能变化进行了研究，并且拓展了相关静息态和脑电研究方法。综上所述，深入研究无先兆偏头痛的神经机制将在系统水平为揭示无先兆偏头痛患者大脑神经网络的病理生理学特征提供研究资料，并为深入理解无先兆偏头痛的发病机制，提高无先兆偏头痛的诊断和治疗提供影像学标记。