成人烟雾病不同脑灌注状态认知功能和脑网络结构与功能连接研究

Adult moyamoya disease results in chronic cerebral hypoperfusion, which presents with cognitive impairment in the early stage. An increasing attention has been drawn to address cognitive impairment associated with chronic cerebral hypoperfusion but key issues remain unclear. While recanalization and reascularization can improve cerebral perfusion, its effects on cognition are unknown. Brain network connectivity provides a neurophysiological basis for information processing and cognitive expression. Brain network connectivity can be characterized by a novel neuroimaging technique. To the best our knowledge, there is no brain cognitive function and human structural and functional connectivity study under chronic cerebral hypoperfusion and following revascularization in adult moyamoya disease. We proposed to employ the human connectome technique and cognitive function assessment in the adult moyamoya disease before and after recanalization and reascularization. We will explore brain network topology changes and its inner link with specific cognitive function caused by ischemic hypoperfusion and after reascularization. Our application will reveal the pathophysiology of cerebral hypoperfusion and reperfusion in the moyamoya disease at the system level. We will develop new brain network imaging markers to evaluate intracranial vascular revascularization.

烟雾病在青壮年检出率逐年提高，其脑缺血低灌注严重影响患者生活质量。烟雾病早期患者可出现认知损害；外科血运重建脑再灌注后患者认知功能改善亦不同确定。文献报道和我们前期研究均提示健康人局部脑血流量与脑网络结构与功能连接状态存在显著的空间相关性。成人烟雾病患者不同程度的脑慢性低灌注是否通过作用脑网络结构与功能连接引发相应认知损害？在手术脑低灌注改善后，患者脑结构和功能连接是否随之相应加强而出现相应认知改善？其中内在关键机制亟待深入研究。我们拟通过成人烟雾病患者手术血运重建前、后认知功能测评和磁共振影像脑网络结构与功能连接的研究，探讨烟雾病缺血低灌注及其后再灌注引发的脑网络功能连接和神经可塑性的异常变化及其与特定认知功能的内在联系,在系统水平上为揭示烟雾病及缺血再灌注的病理生理机制提供新的思路, 并在此基础上建立描述疾病的脑网络影像学标记, 为寻找并确定颅内血管血运重建更科学的评估体系提供理论基础

烟雾病是以双侧颈内动脉末端及大脑前、中动脉起始段慢性进行性狭窄或闭塞引发慢性脑低灌注为特征，继发引起特征性的颅底异常血管网形成的缺血性脑血管疾病。其脑缺血低灌注严重影响患者生活质量。烟雾病早期患者可出现认知损害；外科血运重建再灌注后患者认知功能改善亦不确定。我们前期研究提示健康人局部脑血流量与脑网络结构与功能连接状态存在显著的空间相关性。我们前期研究发现在健康人无论是静息状态，还是任务应答调控状态，局部血流供应和大脑功能拓扑结构、功能连接之间都存在紧密联系。局部血流可以改变脑网络结构、功能连接的神经影像参数。局部脑血流量与大脑功能连接强度存在明显的空间相关性，在默认模式网络和执行管控神经网络这种关联性更强。在本研究中，我们入组了需进行血运重建手术的成人烟雾病患者，通过对烟雾病患者手术血运重建前、后认知功能测评和磁共振影像脑网络结构与功能连接的研究，探讨烟雾病缺血低灌注及其后再灌注引发的脑网络功能连接和神经可塑性的异常变化及其与特定认知功能的内在联系,在系统水平上为揭示烟雾病及缺血再灌注的病理生理机制提供新的思路, 并期望在此基础上建立描述疾病的脑网络影像学标记, 为寻找并确定颅内血管血运重建更科学的评估体系提供理论基础。