左楔前叶功能连接性与早产儿早期神经发育之间的关联

《Brain and Development》：Association between left precuneus functional connectivity and early neurodevelopment in preterm infants

研究采用rs-fMRI评估早产儿脑功能，发现其左前扣带回ALFF和ReHo升高，功能连接异常（与左罗兰gyrus、右 Putamen、左海马连接减弱），且连接强度与NBNA评分正相关，提示脑网络整合障碍是神经行为发育异常的潜在机制。

　　

叶峰|徐莉|邵华碧|乐旺|雅旺|赵超|戴丽英|张健

中国合肥市安徽省儿童医院新生儿科，230051

摘要

目的

早产与功能性脑网络改变的风险增加有关，这可能导致长期的运动和神经认知缺陷。然而，其背后的神经机制尚未完全明了。本研究旨在探讨早产儿的功能性脑活动变化及其与早期神经行为发育之间的相关性。

方法

15名早产儿和15名足月儿接受了3.0T飞利浦MRI扫描仪的检查。采用了三种静息态功能性磁共振成像（rs-fMRI）数据驱动方法：低频波动幅度（ALFF）、区域均匀性（ReHo）和基于种子的功能连接性（FC），以全面评估足月等龄（TEA）早产儿的功能性脑变化。进一步分析了TEA早产儿的新生儿行为神经学评估（NBNA）得分与异常连接脑区FC值之间的相关性。

结果

与足月儿相比，早产儿在左侧楔前叶的ALFF和ReHo值显著更高。以左侧楔前叶作为种子区域进行FC分析时，早产儿与左侧 Rolandic operculum、右侧壳核和左侧海马体的FC降低。此外，左侧楔前叶与左侧 Rolandic operculum以及左侧楔前叶与右侧壳核之间的FC值与早产儿的NBNA得分呈正相关。

结论

早产儿可能存在左侧楔前叶的功能性连接障碍，这可能是神经行为异常的潜在神经学关联。这些发现为了解早产相关缺陷的神经发育机制提供了见解，并可能为早期临床评估策略提供依据。

引言

早产儿（妊娠期少于37周）是全球普遍存在的健康问题，大约影响了11%的活产婴儿[1]。尽管围产期护理的进步显著提高了这些早产儿的生存率，尤其是极早早产儿（妊娠期少于32周）和超早早产儿（妊娠期少于28周），但他们仍然面临许多风险。即使没有明显的脑损伤，早产儿在感觉运动[2]、语言[3]和认知发展[4]方面仍面临更高的风险。这些风险包括脑瘫（CP）[5]、自闭症谱系障碍（ASD）[6]和注意力缺陷多动障碍（ADHD）[7]等。这些挑战不仅影响早产儿的健康和生存，还对其未来的学业表现、同伴关系和其他生活质量指标产生深远影响[8]。研究表明，早产儿的大脑在静态FC方面具有完整的静息态网络（RSN）模式。然而，与足月儿相比，早产儿的某些神经网络复杂性较低，连接强度也发生变化[9]。这些脑连接的变化与早产儿的短期[10]和长期神经学结果密切相关[11]。因此，研究早期早产儿与足月儿之间的RSN差异，以及这些差异与早产儿神经行为发育之间的关系，有助于揭示其发育和行为问题的潜在生物学基础。

静息态功能性磁共振成像（rs-fMRI）可以识别大规模的功能网络（称为RSN），并揭示与婴儿自发脑活动相关的协调血氧水平依赖（BOLD）信号波动。这是一种用于评估任务无关和功能相关脑区之间低频波动BOLD信号时间相关性的神经成像技术，特别适合新生儿研究[12]。为了检测静息态BOLD信号，一些研究人员尝试了三种数据驱动的rs-fMRI方法：低频波动幅度（ALFF）反映了低频范围（0.01–0.08 Hz）内自发神经活动的强度[13]，区域均匀性（ReHo）测量了相邻体素之间自发fMRI信号时间进程的相似性[14]，功能连接性（FC）指的是空间分离脑区之间神经活动的统计依赖性[15]。文献检索显示，这三种方法都已被用于新生儿脑功能的研究[16]。

关于早产儿早期静息态功能性脑活动的研究很少，早期FC与神经行为发育之间的关系也不清楚。因此，本研究通过收集早产儿和足月儿的rs-fMRI数据，并进行自发ALFF、ReHo和FC分析，旨在探讨这些指标与神经发育行为之间的关系。我们希望为早产儿神经发育缺陷的早期干预提供神经学依据。

部分内容

受试者招募

我们从安徽省儿童医院新生儿科招募了55名新生儿（出生日期为2022年1月至2024年6月），包括30名早产儿和25名足月儿。

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纳入和排除标准

足月儿：所有均为健康的足月新生儿，没有进行常规MRI检查的临床指征（即，没有神经异常、呼吸窘迫、喂养困难或其他需要住院治疗的医疗状况）

临床和人口统计特征

表1总结了所有参与者的 demographic 和临床特征。在性别、分娩方式、母亲并发症（包括妊娠高血压、妊娠糖尿病和先兆子痫）以及MRI时的胎龄（PMA）和NBNA时的胎龄（PMA）方面，早产儿与足月儿之间没有统计学上的显著差异（所有P值<0.05）。

4名早产儿（26.7%）出现了新生儿并发症，包括I级脑室内出血（2例，13.3%）和坏死性小肠结肠炎（NEC）（1例）

讨论

本研究结果显示，与足月儿相比，早产儿在左侧楔前叶的ALFF和ReHo值显著更高。我们将左侧楔前叶作为FC分析的种子点，发现早产儿的左侧楔前叶与其他脑区的FC受到干扰。鉴于左侧楔前叶是默认模式网络（DMN）的核心区域[21]，这表明早产儿的DMN核心区域发生了改变

结论

早产儿在休息状态下左侧楔前叶的功能活动（ALFF）和区域神经同步性（ReHo）增加，可能是由于不对称的发育脆弱性和对宫外刺激的适应性反应。然而，左侧楔前叶与感觉运动/情绪调节区域（左侧 Rolandic operculum、右侧壳核、左侧海马体）之间的FC降低，表明神经整合和调节功能受损，可能降低了整体脑网络的功能

作者贡献

叶峰负责数据收集和分析、撰写论文、文献研究；邵华碧和乐旺负责数据收集；徐亮和叶伟负责磁共振检测和解释；贾志忠和崔志勇负责手稿修订/审阅；所有作者都对文章做出了贡献并批准了提交的版本。

资助

本研究得到了安徽省健康研究项目（AHWJ2022b087）的支持。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。