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第一部分 阿尔茨海默病静息态脑血流的改变及其与认知功能的关系研究目的:比较阿尔茨海默病(Alzheimer’s Disease,AD)、轻度认知障碍(Mild Cognitive Impairment,MCI)和健康对照者(Healthy Control,HC)的脑血流量(Cerebral Blood Flow,CBF)差异,并分析CBF与认知功能的相关性。研究方法:本研究纳入了 49名AD患者、60名MCI患者和55名HC。采用动脉自旋标记技术(Arterial Spin Labeling,ASL)检测全脑的CBF。收集被试的总体认知和五个认知领域(分别是记忆功能、语言功能、执行功能、注意力和视空间功能)的神经心理学测评结果。使用基于体素水平的方法分析CBF的组间差异。采用线性回归法分别研究全脑CBF及差异脑区CBF与认知功能的相关性。结果:组间CBF在颞中回、后扣带回、楔前叶和顶叶皮质区有显著差异。在整个样本中,全脑CBF和差异脑区CBF的降低与所有认知领域的损害相关。在AD组中,CBF的降低与较差的认知功能显著相关,但在MCI组和HC组中却没有相关。结论:本研究显示了从HC到MCI再到AD的ASL-CBF变化,且CBF与认知功能存在相关性。值得注意的是,这种相关性在AD患者中最强。本研究暗示了 ASL-CBF可以作为AD疾病严重程度的功能标记物。第二部分 CBF对不同ApoE基因型认知正常老年人记忆功能的调节作用研究目的:采用ASL技术检测载脂蛋白E(Apolipoprotein E,ApoE)基因携带者与非携带者CBF并分析CBF对记忆功能的调节作用。研究方法:从阿尔茨海默症神经影像计划(Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative,ADNI)数据库中选取62例认知功能正常老年人,其中ApoEε4基因携带者23人,非携带者39人。采用ASL技术计算CBF,利用Rey听觉词语学习测验检测记忆功能。选择三个与衰老、认知功能密切相关的感兴趣区(Regions of Interest,ROI):内侧颞叶(海马、海马旁回和海马旁回沟)、顶叶下部(缘上回、顶下小叶和角回)以及部分额叶皮层(前扣带回和额中回)。提取ROI的CBF,采用线性回归法研究ROI-CBF对不同ApoE基因型被试记忆功能的相关性。结果:非ApoEε4携带者的ROI-CBF与记忆功能成正相关:内侧颞叶(r=0.48,p=0.002)、顶叶下部(r=0.37,p=0.02)及部分额叶(r=0.38,p=0.03)。ApoEε4基因携带者ROI-CBF与记忆功能成负相关:内侧颞叶(r=-0.45,p=0.03)、顶叶下部(r=-0.56,p=0.007)及部分额叶(r=-0.51,p=0.02)。结论:本研究表明,在认知功能正常的ApoEε4携带者中,较高的CBF与较差的记忆功能有关。这可能是因为神经血管单元的调节异常,使得高灌注不再维持认知功能。第三部分 轻度认知功能障碍患者脑血流量与功能连接的耦合改变研究研究目的:既往研究主要集中于MCI患者静息状态CBF和功能连接的变化,而对两种参数的耦合改变的研究尚属不足,本研究拟探讨MCI患者CBF和功能连接的耦合改变特点。研究方法:选取75例MCI患者和61例性别和年龄相匹配的HC,进行ASL序列和静息态功能磁共振扫描,分别计算CBF和功能连接强度(Functional Connectivity Strength,FCS)。采用CBF-FCS相关性及CBF/FCS比值(每单位功能连接强度的血液供应量)评估耦合性。采用线性回归法分析CBF与FCS的相关性,采用双样本t检验分别比较CBF-FCS相关性及CBF/FCS比值的差异。结果:无论是MCI患者还是HC,CBF与FCS皆呈明显的相关性:MCI(r=0.40,p<0.0001),HC(r=0.49,p<0.0001)。但与 HC 相比,MCI 患者的 CBF-FCS相关性降低(t=2.332,p=0.023,减少15%)。MCI患者CBF/FCS比值的下降主要集中在楔前叶与后扣带回等与记忆功能相关的脑区。结论:本研究通过结合血氧水平依赖技术和动脉自旋标记技术揭示了轻度认知功能障碍患者静息状态下脑血流量和功能连接强度之间的失耦合现象。另外,本研究发现涉及情景记忆的脑区出现了 CBF/FCS比值的减少。这些结果表明,脑内神经血管的失耦合可能是参与轻度认知功能障碍病理生理学的潜在神经机制之一。