2型糖尿病认知障碍的多模磁共振研究

This proposal focuses on investigating possible mechanism underlying type 2 diabetes (T2DM)-related cognitive impairment using functional MRI technique. Related clinical data and our previous studies have shown that MRI based neuroimaging can be potential biomarker for diabetes-related cognitive impairment. We aim to explore the imaging biomarkers for the early diagnosis and treatment for diabetes-related cognitive impairment. Our goal is to find specific brain imaging biomarker for T2DM. In this study, both, cross-sectional and follow-up imaging data of T2DM patients will be collected. Various imaging parameters will be compared between T2DM patients (n=100) and healthy controls (n=100) to explore the brain alterations in diabetic population. Intrinsic connectivity networks (temporal and spatial patterns) and Graphical Model Based Multivariate Analysis (GAMMA) will be applied in the data analysis to identify the sensitive and specific imaging marker for T2DM patients. Finally, these imaging parameters will be regressed against different T2DM-relatedclinical variables and cognitive performance to explore the possible mechanism underlying the cognitive decline related to T2DM.

糖尿病所引起的中枢神经系统损害已得到证实，既往临床数据和神经影像研究均已证实2型糖尿病（T2DM）患者脑部的结构和功能都存在异常，并发现神经影像的相关参数可成为T2DM认知障碍的潜在标记物。但目前相关研究都集中于横断面，且模态和算法单一，难以观测T2DM患者脑部及相关认知功能障碍的动态变化规律。因此，本研究拟收集正常人(n=100)和T2DM患者(n=100)，每12个月定期随访，进行神经量表、血生化检查和多模MR扫描。首先通过内在连接网络(ICN)的时间模式和空间模式，评估组间差异；再通过基于贝叶斯网络的多变量分析方法，从海量影像数据中找出T2DM认知障碍潜在神经影像学标记；最后通过多模MR的随访研究，从脑结构、功能和网络等方面来研究T2DM患者脑部异常改变的动态演变规律，综合影像学数据、神经生理数据、临床行为学数据，寻找影响T2DM认知障碍早期诊断的高特异性和高敏感性生物学标记。

本研究主要利用静息态功能磁共振技术，探讨了T2DM患者脑部功能改变及其与认知功能障碍的关系。主要结果如下：除了脑部特定脑区的神经活动改变，T2DM患者在全脑范围内脑区之间的功能连接受损，即大脑功能连接模式发生改变，且与认知功能下降和胰岛素抵抗水平相关；患者的DMN网络功能连接强度下降，且其前、后部成分的变化情况不一致，提示DMN整合功能和协调性受损，这种改变模式与衰老及痴呆等疾病相似；T2DM的脑血流灌注也发生明显下降，且这种改变主要存在于易受损的后部脑区，可能与后循坏的高代谢性质有关；此外，这种灌注改变不受脑体积萎缩的影响，且与胰岛素抵抗程度和认知功能显著相关；T2DM患者视觉记忆在3年内下降显著,脑功能下降区域为两侧枕叶及右侧额中回,左侧枕叶活动性下降和视觉记忆衰退、信息处理速度、注意力下降显著相关。以上发现说明T2DM患者，尤其是在认知功能受损的早期，其脑部神经活动即发生改变，并可能是T2DM相关的认知障碍发生发展过程中重要的神经病理过程。