2型糖尿病(T2DM)是以慢性高血糖為主要特征的常見代謝性疾病,並可以累及全身多個系統和臟器,有研究已經證實T2DM可累及中樞神經系統並與認知障礙相關,包括記憶、執行功能和信息處理速度等高級功能的損傷與障礙等。
值得註意的是,T2DM合並認知障礙患者更易於進展為AD,從而嚴重影響T2DM患者生活質量和身心健康,然而,迄今為止其確切詳盡的病理生理機制並不完全清楚。
靜息狀態功能磁共振成像(rs-fMRI)是一種基於血氧水平依賴(BOLD)神經成像技術的非侵入性方法,可評估腦網絡間及網絡內的功能連接變化。

先前研究使用基於種子點的方法或獨立成分分析發現T2DM患者的默認網絡、註意網絡功能連接異常,且與多種認知功能障礙有關,如記憶、註意力及執行功能等。
在Cui等學者采用的獨立成分分析方法研究中發現,T2DM患者大腦的前默認網絡連接增強,而後默認網絡連接減低,認為這種默認網絡功能連接異常分離的模式與患者認知功能損傷及胰島素抵抗有關。
而Tan等學者采取基於後扣帶回為種子點與全腦其他腦區進行功能連接的方法,發現T2DM患者後扣帶回與角回、顳中回、額下回功能連接出現減低,並證實該功能連接模式與其認知功能障礙具有相關性。

此外,學者進一步將腦島分成背側、腹側和後側三個亞區,分別與全腦其他腦區進行功能連接分析,發現T2DM患者不同的島葉亞區有著不同功能連接模式,且功能連接均低於正常對照組。
這三個腦島亞區的功能連接異常可能影響T2DM患者的認知、情緒和感覺運動功能。
綜上,既往多數學者使用rs-fMRI針對T2DM患者研究主要集中於大腦區域之間的異常功能連接,而針對T2DM患者雙側大腦半球之間的功能協同性研究報道較少。
功能同倫(functionalhomotopy)反映雙側大腦半球鏡像體素自發活動高度同步性,也是大腦內在固有功能中最顯著特征之一。

基於體素鏡像同倫連接可評估靜息狀態下一側半球每個體素與另一側半球鏡像體素之間的功能連接情況,其強度可反映大腦半球間的協同性。
半球間腦區良好的協同性對於人類大腦的認知整合、加工和行為相關的腦功能具有重要的作用;基於體素鏡像同倫連接(VMHC)是一種可靠的、可重復性高的靜息態fMRI的檢測與研究方法,並已廣泛應用於精神類、青光眼等疾病。
然而,少有研究探討T2DM患者VMHC的變化規律並與臨床認知功能進行聯系。學者研究中顯示T2DM患者可出現枕葉VMHC增加,而默認網絡的VMHC減低。

學者研究顯示合並腎病和視網膜病變的T2DM患者枕葉亦出現VMHC減低,且與腎功能損傷有關。
此外,研究顯示T2DM患者中默認網絡中VMHC減低,其中顳中回損傷可能是T2DM認知障礙的關鍵節點;小腦半球及顳下回VMHC增高可能與功能協調機制有關。而研究還顯示雙側舌回和感覺皮層VMHC減低。
鑒於大腦半球整合及信息交流對高階認知功能的重要性,且T2DM患者多合並認知功能障礙。

因此有必要采取新穎和高效的rs-fMRI分析方法深入探討T2DM患者大腦半球之間的協同性改變規律及基於種子點的功能連接分析,並探索其與認知功能之間的相關性,為臨床認知障礙早期診斷提供影像學標記物。
隨著社會發展和不斷老齡化的現狀,目前T2DM在全球范圍內發病率呈不斷增高的趨勢,並隨著病程的延長而出現更多的並發癥,其中T2DM患者影響中樞神經系統並引起不同程度認知功能障礙的腦功能損傷問題已逐漸成為國內外研究的熱點領域。

rs-fMRI技術逐漸成熟並不斷衍生出新的分析方法,其中VMHC作為靜息態功能連接的一種新的優化分析方法,可以評估和研究人類大腦半球間的功能協同性,揭示一個半球體素與另一個半球的鏡像體素之間的功能連接同步性。
良好的協同性對於整合認知和行為相關的腦功能具有十分重要的作用;VMHC這種方法不需要先驗假設和選擇感興趣區。
研究通過采用VMHC分析方法發現,在靜息狀態下T2DM患者兩半球間的鏡像同倫連接減低的腦區,主要位於內側前額葉、枕上回、後扣帶回和舌回四個ROI區,這與既往研究結果基本相似。

眾所周知,內側前額葉和後扣帶回是人腦默認網絡(DMN)的核心節點,而DMN是靜息態經典腦網絡之一,主要與內在自我認知。
如自傳體記憶恢復、自我反省、情景記憶及內外環境感知等功能有關,該網絡代謝活躍,是有氧糖酵解增加的部位,易受到淀粉樣物質沉積,而T2DM患者固有的葡萄糖代謝障礙會加速這一病理改變過程,其損傷常被認為是認知損傷的早期改變。
研究顯示,T2DM患者出現前部DMN功能連接增強,後部DMN功能連接減低的異常改變,而這種DMN功能連接異常的分離模式與認知功能損傷有關。

此外,學者研究還發現T2DM患者在情景記憶中表現不佳,並表現出異常的DMN功能連接。
在本研究中,我們發現T2DM患者相應的四個腦區(內側前額葉、枕上回、後扣帶回和舌回)的VMHC較健康對照組出現瞭減低。
而T2DM患者在臨床上尚未表現出明顯的認知異常的癥狀,表明T2DM患者認知功能障礙尚未出現臨床癥狀前即顯示出大腦VMHC的異常改變,說明其具有較高的敏感性,故認為VMHC或許可能成為對T2DM患者認知障礙早期預警的重要影像學指標之一。

胼胝體(CC)是連接大腦皮層的主要的連合纖維,在大腦半球間的溝通和協調中起著重要作用,尤其是在情感、認知、運動和感覺信息的整合中發揮關鍵的作用。
如胼胝體連接性受損可破壞功能整合,導致神經信號不能在半球間傳遞,半球間協同整合功能下降。
最近一項DTI研究發現,T2DM患者胼胝體體部及膝部FA明顯降低,胼胝體壓部MD明顯升高,進一步證實瞭T2DM患者存在胼胝體的損傷。
胼胝體膝部和壓部連接雙側前額葉和後部區域,胼胝體完整性損傷導致神經信號不能在半球間傳遞,半球間功能同倫損傷,從而導致VMHC減低。

學者采用VMHC和DTI聯合分析發現,T2DM患者的雙側枕葉VMHC減低,雙側枕葉及胼胝體壓部FA值減低,且連接纖維變短,認為連接纖維變短可能與T2DM患者認知功能損傷有關。
學者應用DKI發現T2DM患者胼胝體MK和峰度指標降低,表明結構復雜性減少。
已有動物實驗證實FA值降低與腦白質損傷有關,反映出持續高血糖基礎上可能發生的神經元、白質軸突/髓鞘的損傷,半球間功能協調性損傷可能與連接半球鏡像區域白質損傷密切相關。
眾所周知,糖尿病是一種以糖代謝異常為特點的慢性代謝性疾病,可累及人體多個系統和器官並產生不同的損害。

其中2型糖尿病(T2DM)是最常見的糖尿病類型,幾乎占所有病例的90%-95%,且它是公認的引起患者認知能力下降和癡呆癥的高風險因素。
即使在T2DM的早期階段,亦可在註意力、記憶力、視力、信息處理速度和執行能力等方面出現功能障礙,但這些功能障礙的潛在神經機制尚不十分清楚。
功能性磁共振成像(fMRI)技術是研究大腦功能和疾病發生發展神經機制的強有力工具。
應用fMRI來探索腦功能損傷的機制並已取得一定的進展;其中大腦默認網絡(DMN)在T2DM腦損傷中被廣泛關註和探索研究,該網絡是維持人腦正常的認知功能重要的網絡之一。

它在自我意識、感覺、參照加工及情景記憶中起著重要作用,該網絡特點之一是在人們休息時最為活躍,但當大腦專註於外部刺激、目標導向及要求高註意力的任務時,則該網絡會出現失活狀態。
有F18-PET研究顯示該網絡除瞭固有的高水平葡萄糖代謝外,DMN的有氧糖酵解速度高於大腦中的其他腦網絡,這種高代謝活性的特性使其更容易受到慢性高血糖、胰島素抵抗的影響及β-淀粉樣物質沉積。

有學者揭示T2DM患者大腦中的DMN出現異常,並呈現為前DMN功能連接增強、後DMN功能連接減低的奇特現象,而這種DMN網絡內功能連接的分離模式與認知功能損傷有關。
學者研究中也發現T2DM患者在情景記憶中表現不佳,並表現出異常的DMN功能連接。
還有一些研究顯示,大腦腹、背側註意網絡的功能連接異常也與T2DM認知功能障礙有關,如註意力、執行功能損傷和處理速度變慢等。
此外,除瞭功能連接異常之外,還有學者研究和探討T2DM患者中大規模腦網絡的拓撲屬性問題。

其中圖論(graphtheory)分析可以有效地探索腦網絡拓撲屬性的變化,如小世界特性、模塊化組織和中心節點等。這種方法已被用於探索T2DM腦網絡功能改變,但研究得出的結果與結論並不一致。
例如,VanBusse等學者發現T2DM患者組和糖耐量受損組的標準化聚類系數、全局效率、局部效率明顯高於健康對照組(healthycontrol,HC),增高的全局效率與處理速度降低有關。
而Chen等和Qin等學者們研究發現,與健康對照相比,認知功能正常的T2DM患者在大腦的額葉、頂葉、顳葉和枕葉的小世界屬性增高,全局效率降低,局部效率增高,節點屬性(度、效率和介數)呈雙向改變,既有減少又有增加。

然而,學者研究表明,T2DM患者組和健康對照組的小世界屬性並沒有明顯差異;T2DM的節點度和效率增加,主要位於右側顳下回。
此外,學者研究還發現,與T2DM認知功能正常患者相比,T2DM伴認知功能障礙組患者的聚類系數和局部效率均增高,頂葉和枕葉的節點屬性(效率、度和介數)也增加,但右顳下回的節點屬性下降,並認為其與記憶受損相關。
另一方面,研究顯示,T2DM伴認知障礙的患者與認知功能正常的患者在全局和節點屬性方面沒有明顯差異。

