大脑后动脉脑梗死后功能与结构网络动态演变模式及其神经机制的MRI研究

Ischemic infarction of posterior cerebral artery (PCA) is a relatively rare ischemic cerebrovascular disease, which is severely impair to human health. In our prior study, we had found the prominent reorganization of functional and structural network in chronic ischemic infarction patients. Moreover, we also found the lesion location-dependent prognostic differences across stroke patients, and the secondary structural damage, reorganization and neural rehabilitation mechanism exhibited different patterns due to the lesion location differential in ischemic infarction patients. However, the dynamic evolution model of cerebral structural and functional network, as well as, the neural mechanism of suffering the dysfunction are unclear in PCA infarction patients. In the study, we will apply the multi-modalities MR imaging techniques (BOLD-fMRI, DSI, 3D-T1WI) to acquire the MRI data and analysis the data via the graph theory. In addition, we will combine the clinical behaviors of visual, memory and motor to study the dynamic evolution model of functional and structural connectivity and the neural mechanism with the perspective of cerebral network, aim to explore the neural reorganization model of promoting neural function recovery after PCA infarction. It will contribute to provide theoretical basis for the formulation of clinical rehabilitation therapy program in PCA infarction patients.

大脑后动脉缺血性脑梗死是一种相对少见而严重危害人类健康的缺血性脑血管病。本项目组前期对慢性期皮层下脑梗死的研究发现，脑梗死后脑部结构和功能网络有较大的重组能力，梗死灶的位置差异与患者的功能预后有关；不同部位缺血性脑梗死以及继发的脑结构损伤、可塑性模式和神经康复机制存在差异。而目前，大脑后动脉缺血性脑梗死后脑结构和功能网络动态演变模式以及对患者神经功能影响的机制尚不清楚。本项目拟采用多模态磁共振成像技术，包括血氧水平依赖功能磁共振成像(BOLD-fMRI)、磁共振扩散谱成像(DSI)和3D-T1WI结构像采集数据，利用图论方法处理分析，并结合临床视觉、记忆及运动行为学测评，从脑网络的角度研究大脑后动脉缺血性脑梗死后患者脑功能和结构连接的异常演变模式及其机制，旨在探索有利于患者康复的神经重组模式，为临床康复治疗计划的制定提供理论依据。

大脑后动脉脑梗死是一种严重危害人类健康的缺血性脑血管病，早期症状多样化，治疗效果不佳且复发率高。脑梗死后脑的可塑性研究具有较高的临床价值，可作为脑梗死患者康复治疗和预后评估的理论基础，其中，脑网络重组是目前的一大研究热点。此外，神经重组是一个长期过程，缺血灶对脑网络干扰的传播速度具有延迟性，这种延迟的功能、结构变化可能对远期损伤和修复造成一定影响。因此，脑梗死后进行多时间点动态研究，有助于探寻对患者神经康复有利的功能重组模式。本项目组前期研究发现，脑梗死后脑结构和功能网络有较大的重组能力，梗死灶的位置差异与患者的功能预后有关；不同部位梗死后继发的脑结构损伤、可塑性模式和神经康复机制存在差异。但其脑结构和功能网络动态演变模式以及对患者神经功能影响的机制有待进一步探索。在本项目的资助下，项目组圆满完成了本项目的研究计划及预期目标：①基于BOLD功能磁共振成像技术、3D-pcASL灌注成像及3D-T1WI高分辨结构成像技术，构建及并分析了梗死后患者脑损伤与重组的脑网络连接模式及动态变化规律，阐述了有利于患者运动和认知功能恢复的脑连接形式和激活模式。②采用多种分析技术从不同角度，系统性地研究了脑梗死病灶对脑功能、灌注、灰质及白质微结构损伤和重组的影响，阐明了不同部位梗死的脑损害模式与神经康复机制的差异性，为建立脑梗死患者的精准诊疗方案提供了科学依据。③基于DTI、DSI及BOLD功能磁共振成像技术，从病灶特点、症状信息及功能多样性的角度，构建了脑损伤脑网络模型，为进一步探索脑梗死后关键症状发生的神经机制及制定个体化康复治疗策略提供了技术保障。④进一步将脑结构-功能-灌注进行联合分析，将超越单一脑区定位的复杂症状映射到更大的分布式脑网络中，提出了脑梗死后功能康复潜能预测新指标和方法。以上研究成果SCI发表录用16篇，核心期刊2篇，国家专利5项，国际磁共振年会中稿6篇。培养博士研究生5名，硕士研究生14名。