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[摘要] 目的 利用fMRI研究TIA患者脑默认状态网络的变化。 方法 分别采集16例TIA发作间期患者和16名正常对照组静息态fMRI扫描，以扣带回/楔前叶及腹侧扣带前回/内侧前额叶作为种子点，分析与种子点连通的脑区，研究两组间默认状态网络的变化。 结果 TIA组与正常组具有相似脑默认状态网络，TIA组与正常组比较，ROI功能连接减弱的脑区域包括：扣带前回、楔前叶、前额叶及海马等脑区，功能连接增强的区域主要存在小脑及丘脑。 结论 TIA患者脑默认状态网络存在异常，扣带回、楔前叶及海马等脑区连通性的减弱反应TIA患者脑DMN失衡，丘脑和小脑的连通性增强，可能是脑TIA局部脑区功能减弱的补偿及保护性反应。
[关键词]短暂性脑缺血； 磁共振成像； 脑默认状态网络
[中图分类号] R743.31 [文献标识码] A [文章编号] 2095-0616（2011）23-15-02
Study of the default-mode network in transient ischemic attack patient used resting state fMRI
LIU Dongbai1 ZHANG Jianyu1 LIU Dinghua1 CAI Shimin2 MENG Xianping3
1.Department of Neurology,the Jiangyin Hospital Affiliated Medical School of Southeast University, Jiangyin 214400,China;2.Department of Electronic Science and Technology,the University of Science and Technology,Hefei 230026,China;3.Department of Nuclear Magnetic Resonance Imaging,the Jiangyin Hospital Affiliated Medical School of Southeast University, Jiangyin 214400,China
[Abstract] Objective To investigate the alteration of the default-mode network(DMN)in the patients with transient ischemic attack using resting functional MRI. Methods 16 TIA patients and 16 age-matched normal controls underwent standard resting state functional MRI scan.The regions of interest(ROI) were set on the Cingulate/precuneus and ventral anterior cingulate/medial prefrontal and using DPARSF to study the default-mode network on the TIA and normal group,discuss the changes of the default-mode network in TIA group. Results The default-mode network on the TIA group was similar with normal group,compared with the normal group,TIA group show reduced functional connectivity on anterior cingulate gyrus,precuneus, prefrontal cortex and hippocampus and enhanced functional connectivity on cerebellum and thalamus. Conclusion The brain default-mode network,was abnormal in TIA patient,The connectivity re duce on cingulate gyrus,precuneus and the hippocampus may reflect imbalance of cerebral network,the connectivity increased on the thalamus and cerebellum may be the compensation of weakend brain function and protective response.
[Key words] Transient ischemic attack;Magnetic resonance imaging;Default-mode network
短暂性脑缺血发作（transient ischemic attack,TIA）属常见的缺血性脑血管病，公认是缺血性脑卒中最重要的危险因素。研究证实TIA不但是脑梗死、脑出血的危险因素，还可加速脑的退行性变和认知功能下降的进程，促使血管性痴呆的发生[1]。脑默认状态网络（default mode network，DMN）作為人脑的内在系统，在维持正常觉醒、认知、记忆等方面起重要作用，各种慢性脑部疾病均能引起脑默认网络的改变，已成为近年来的研究热点，本研究通过静息态功能磁共振成像技术，探讨TIA患者DMN特点。
1 资料与方法
1.1 一般资料
TIA组：16例首次发作TIA患者均来自笔者所在医院2008～2010年门诊及住院患者，年龄42～76岁，平均（58.0±8.3）岁，男9例，女7例。所有患者均为右利手，筛查智
商≥85分，视力或矫正视力正常，所有患者均经头颅MRI或CT检查证实，TIA诊断标准参考第四届全国脑血管病会议拟订的标准。所有TIA患者均为首次发作，且在最后一次TIA发作48 h内行MRI检查。
正常对照组：正常成人16名，年龄45～76岁，平均（56.0±11.2）岁，来自笔者所在医院正常体检成人。正常对照组与TIA组，年龄比较无统计学意义（P ＞0.05）。所有受试者均为右利手，无精神和神经系统疾病，均获得本人知情同意。
1.2 方法
1.2.1 数据采集 数据在GE1.5 T磁共振成像系统。受试者在安静状态下，安静平卧于检查床。先使用自旋回波（SE）脉冲序列获取18层横轴面T1WI解剖图像，然后采用BOLD技术，在T1WI同样的层面上进行功能成像，扫描180个时间点，共360 s。
1.2.2 数据处理 将影像学数据的前10个时间点数据剔除，以排除开始扫描时由于磁场不均匀及受试者不适应对结果造成的影响。剩余的170个时间点数据进行后续分析。使用DPARSF（fMRI）软件对数据进行预处理，而后将校正后的图像进行标准化、平滑，全宽半高值（FWHM）为4 mm。种子点（region of interest，ROI）选取：以后扣带回/楔前叶及腹侧扣带前回/内侧前额叶作为种子点，设置半径为10 mm的球形ROI，提取ROI内部平均时间信号[2]，分析种子点功能连通性计算。
1.3 统计学处理
采用SPM8软件进行分析，分别观察各组样本ROI的功能连接图，联合分析TIA患者及正常人的脑DMN连接图。使用两样本t检验分别计算出两组样本功能连接差异的情况，结果所得的MNI坐标转换为Talairach坐标，查看脑区解剖。
2 结果
2.1 组内分析结果
在经校正的P ＜0.01，激活像素范围＞5的统计阈值水平下，对照组和TIA组所显示的与ROI区域连通性的脑区相似，包括前额叶中线区、两侧海马、颞下回、视皮质及楔前叶。
2.2 组间分析结果
在经校正的P＜0.02，激活像素范围＞5的统计阈值水平下，TIA组与对照组组间分析显示ROI功能连接减弱的脑区域包括：扣带前回、楔前叶、前额叶及海马等功能连通性较正常组降低，功能连接增强的区域主要存在小脑及丘脑。见表1。
3 讨论
短暂性脑缺血发作是由于局部脑或视网膜缺血引起的短暂性神经功能缺损发作，典型临床症状持续一般不超过1 h，但近年研究表明TIA发作间期脑功能也存在异常，王默力等[2]分别使用SPECT、PET及CT灌注成像观察TIA患者的脑功能状态，均发现TIA患者存在不同程度的低灌注区域，表明TIA患者的血管灌注不足，脑细胞功能减低。本研究显示TIA患者静息态MRI提示TIA患者扣带回、楔前叶、顶上小叶等功能连通性较正常组降低，表明TIA患者发作间期脑默认网络存在异常，尽管患者可能无明显临床症状。
楔前叶是脑默认网络中静息态代谢率最高的去激活脑区，静息态时较其他脑皮层多消耗35％的葡萄糖，参与视觉信息的处理及动作的计划，许多研究证实楔前叶对缺氧敏感[3]，本研究结果表明，TIA组楔前叶的功能连通性减弱，TIA发病主要是脑局部供血区一过性缺氧，楔前叶这种改变可能是脑缺氧程度的反应。扣带回是是人脑静息状态下活动最强烈的脑区之一，是静息状态下神经网络连接的重要节点，自我监控、情绪调节和控制等功能有关[4]，胡玲玲等[5]分别使用蒙特利尔认知量表（montreal cognitive assessment，MoCA）及P300对TIA进行认知功能评价，发现TIA组P300及MOCA均较有改变，这种改变可能反映了TIA患者高级脑功能存在异常，本研究显示TIA组扣带回的功能连接减弱，研究推测扣带回这种连接减弱在TIA患者认知功能的改变起了重要作用，相关研究报道TIA的患者定向力和記忆功能的减退是脑梗死发生的相关的危险因素，反映了正在进行的临床或亚临床脑缺血再次发作的可能性及远期脑功能障碍的可能性[6]，提示改善TIA患者的认知功能，可以提高TIA患者的预后。
海马是边缘系统的重要组成部分，研究表明海马参与整合感知的信息、解释环境信息的意义、定调行为反应与神经内分泌反应，在抑制应激反应中起着重要作用，Jens等[7]研究发现海马的负激活强度和皮质醇释放量成线性相关关系，认为海马有抑制的过度应激反应，应激性越强烈海马越受抑制。TIA的发作对于大脑是一个急性的应激反应，因此本研究推测海马的功能连通性减弱，可能是大脑对TIA的发作的保护。同时本研究结果显示TIA组患者的小脑、尾状核及丘脑的功能连接较正常组增强，本研究推测在TIA患者卒中，小脑和丘脑与扣带后回的功能连接增强，可能是机体TIA发作后，由于正常DMN的相关脑区减弱，小脑与扣带后回连接增强作为默认网络的补偿。
由于TIA 患者的症状和体征多表现为神经系统损害的局灶症状，而且症状和体征可完全消失，因此临床医师容易忽略，由于TIA的发作时的体征多样性，在今后的研究需要更深入的探讨，以提高对TIA的认识，为临床治疗及提高预后具有意义。
[参考文献]
[1] GeorgeHoward,Monika MS, James FMR, et al.Stroke symptoms in individuals reporting no prior strokeor transient ischemic attack are associated with a decrease in indices of mental and physical functioning[J].Stroke,2007, 38(9):2446-2452.
[2] 王默力，郭冬梅，张人玲.短暂性脑缺血发作间期局部脑血流及脑细胞功能状态[J].中华神经科杂志，2004，37（6）：512-515.
[3] Cavanna AE,Trimble MR.The precuneus:a review of its functional anatomy and behavioural correlates[J]. Brain,2006,129(3):564-583.
[4] Greieius MD,Srivastava G,Reiss AL,et a1.Default-mode network activity distinguishes Aizheimefs disease from healthy aging：evidence from functional MRI[J].Proc Natl acad Sci USA.2004,101(13):4637-4642．
[5] 胡玲玲，储兴，姜东林，等.蒙特利尔认知量表对短暂性脑缺血发作患者轻微认知功能障碍的诊断价值[J].实用医学杂志，2010，26（20）：3710-3712.
[6] Virginia G,Wadley,Leslie A,etal.Cognitive status,stroke symptom reports,and modifiable risk factors among individuals with no diagnosis of stroke or transient ischemic attack in the reasons for geographic and racial differences in stroke(REGARDS)Study[J].Stroke,2007,38(9):1143-1147.
[7] Jens CP,Katarina D,Najmeh KM,et a1.Deactivation of the limbic system during acute psychosocial stress:evidence from positron emission tomography and functional magnetic resonance imaging studies[J].Biological Psychiatry，2008，63(2)：234-240.
（收稿日期：2011-11-17）
[关键词]短暂性脑缺血； 磁共振成像； 脑默认状态网络
[中图分类号] R743.31 [文献标识码] A [文章编号] 2095-0616（2011）23-15-02
Study of the default-mode network in transient ischemic attack patient used resting state fMRI
LIU Dongbai1 ZHANG Jianyu1 LIU Dinghua1 CAI Shimin2 MENG Xianping3
1.Department of Neurology,the Jiangyin Hospital Affiliated Medical School of Southeast University, Jiangyin 214400,China;2.Department of Electronic Science and Technology,the University of Science and Technology,Hefei 230026,China;3.Department of Nuclear Magnetic Resonance Imaging,the Jiangyin Hospital Affiliated Medical School of Southeast University, Jiangyin 214400,China
[Abstract] Objective To investigate the alteration of the default-mode network(DMN)in the patients with transient ischemic attack using resting functional MRI. Methods 16 TIA patients and 16 age-matched normal controls underwent standard resting state functional MRI scan.The regions of interest(ROI) were set on the Cingulate/precuneus and ventral anterior cingulate/medial prefrontal and using DPARSF to study the default-mode network on the TIA and normal group,discuss the changes of the default-mode network in TIA group. Results The default-mode network on the TIA group was similar with normal group,compared with the normal group,TIA group show reduced functional connectivity on anterior cingulate gyrus,precuneus, prefrontal cortex and hippocampus and enhanced functional connectivity on cerebellum and thalamus. Conclusion The brain default-mode network,was abnormal in TIA patient,The connectivity re duce on cingulate gyrus,precuneus and the hippocampus may reflect imbalance of cerebral network,the connectivity increased on the thalamus and cerebellum may be the compensation of weakend brain function and protective response.
[Key words] Transient ischemic attack;Magnetic resonance imaging;Default-mode network
短暂性脑缺血发作（transient ischemic attack,TIA）属常见的缺血性脑血管病，公认是缺血性脑卒中最重要的危险因素。研究证实TIA不但是脑梗死、脑出血的危险因素，还可加速脑的退行性变和认知功能下降的进程，促使血管性痴呆的发生[1]。脑默认状态网络（default mode network，DMN）作為人脑的内在系统，在维持正常觉醒、认知、记忆等方面起重要作用，各种慢性脑部疾病均能引起脑默认网络的改变，已成为近年来的研究热点，本研究通过静息态功能磁共振成像技术，探讨TIA患者DMN特点。
1 资料与方法
1.1 一般资料
TIA组：16例首次发作TIA患者均来自笔者所在医院2008～2010年门诊及住院患者，年龄42～76岁，平均（58.0±8.3）岁，男9例，女7例。所有患者均为右利手，筛查智
商≥85分，视力或矫正视力正常，所有患者均经头颅MRI或CT检查证实，TIA诊断标准参考第四届全国脑血管病会议拟订的标准。所有TIA患者均为首次发作，且在最后一次TIA发作48 h内行MRI检查。
正常对照组：正常成人16名，年龄45～76岁，平均（56.0±11.2）岁，来自笔者所在医院正常体检成人。正常对照组与TIA组，年龄比较无统计学意义（P ＞0.05）。所有受试者均为右利手，无精神和神经系统疾病，均获得本人知情同意。
1.2 方法
1.2.1 数据采集 数据在GE1.5 T磁共振成像系统。受试者在安静状态下，安静平卧于检查床。先使用自旋回波（SE）脉冲序列获取18层横轴面T1WI解剖图像，然后采用BOLD技术，在T1WI同样的层面上进行功能成像，扫描180个时间点，共360 s。
1.2.2 数据处理 将影像学数据的前10个时间点数据剔除，以排除开始扫描时由于磁场不均匀及受试者不适应对结果造成的影响。剩余的170个时间点数据进行后续分析。使用DPARSF（fMRI）软件对数据进行预处理，而后将校正后的图像进行标准化、平滑，全宽半高值（FWHM）为4 mm。种子点（region of interest，ROI）选取：以后扣带回/楔前叶及腹侧扣带前回/内侧前额叶作为种子点，设置半径为10 mm的球形ROI，提取ROI内部平均时间信号[2]，分析种子点功能连通性计算。
1.3 统计学处理
采用SPM8软件进行分析，分别观察各组样本ROI的功能连接图，联合分析TIA患者及正常人的脑DMN连接图。使用两样本t检验分别计算出两组样本功能连接差异的情况，结果所得的MNI坐标转换为Talairach坐标，查看脑区解剖。
2 结果
2.1 组内分析结果
在经校正的P ＜0.01，激活像素范围＞5的统计阈值水平下，对照组和TIA组所显示的与ROI区域连通性的脑区相似，包括前额叶中线区、两侧海马、颞下回、视皮质及楔前叶。
2.2 组间分析结果
在经校正的P＜0.02，激活像素范围＞5的统计阈值水平下，TIA组与对照组组间分析显示ROI功能连接减弱的脑区域包括：扣带前回、楔前叶、前额叶及海马等功能连通性较正常组降低，功能连接增强的区域主要存在小脑及丘脑。见表1。
3 讨论
短暂性脑缺血发作是由于局部脑或视网膜缺血引起的短暂性神经功能缺损发作，典型临床症状持续一般不超过1 h，但近年研究表明TIA发作间期脑功能也存在异常，王默力等[2]分别使用SPECT、PET及CT灌注成像观察TIA患者的脑功能状态，均发现TIA患者存在不同程度的低灌注区域，表明TIA患者的血管灌注不足，脑细胞功能减低。本研究显示TIA患者静息态MRI提示TIA患者扣带回、楔前叶、顶上小叶等功能连通性较正常组降低，表明TIA患者发作间期脑默认网络存在异常，尽管患者可能无明显临床症状。
楔前叶是脑默认网络中静息态代谢率最高的去激活脑区，静息态时较其他脑皮层多消耗35％的葡萄糖，参与视觉信息的处理及动作的计划，许多研究证实楔前叶对缺氧敏感[3]，本研究结果表明，TIA组楔前叶的功能连通性减弱，TIA发病主要是脑局部供血区一过性缺氧，楔前叶这种改变可能是脑缺氧程度的反应。扣带回是是人脑静息状态下活动最强烈的脑区之一，是静息状态下神经网络连接的重要节点，自我监控、情绪调节和控制等功能有关[4]，胡玲玲等[5]分别使用蒙特利尔认知量表（montreal cognitive assessment，MoCA）及P300对TIA进行认知功能评价，发现TIA组P300及MOCA均较有改变，这种改变可能反映了TIA患者高级脑功能存在异常，本研究显示TIA组扣带回的功能连接减弱，研究推测扣带回这种连接减弱在TIA患者认知功能的改变起了重要作用，相关研究报道TIA的患者定向力和記忆功能的减退是脑梗死发生的相关的危险因素，反映了正在进行的临床或亚临床脑缺血再次发作的可能性及远期脑功能障碍的可能性[6]，提示改善TIA患者的认知功能，可以提高TIA患者的预后。
海马是边缘系统的重要组成部分，研究表明海马参与整合感知的信息、解释环境信息的意义、定调行为反应与神经内分泌反应，在抑制应激反应中起着重要作用，Jens等[7]研究发现海马的负激活强度和皮质醇释放量成线性相关关系，认为海马有抑制的过度应激反应，应激性越强烈海马越受抑制。TIA的发作对于大脑是一个急性的应激反应，因此本研究推测海马的功能连通性减弱，可能是大脑对TIA的发作的保护。同时本研究结果显示TIA组患者的小脑、尾状核及丘脑的功能连接较正常组增强，本研究推测在TIA患者卒中，小脑和丘脑与扣带后回的功能连接增强，可能是机体TIA发作后，由于正常DMN的相关脑区减弱，小脑与扣带后回连接增强作为默认网络的补偿。
由于TIA 患者的症状和体征多表现为神经系统损害的局灶症状，而且症状和体征可完全消失，因此临床医师容易忽略，由于TIA的发作时的体征多样性，在今后的研究需要更深入的探讨，以提高对TIA的认识，为临床治疗及提高预后具有意义。
[参考文献]
[1] GeorgeHoward,Monika MS, James FMR, et al.Stroke symptoms in individuals reporting no prior strokeor transient ischemic attack are associated with a decrease in indices of mental and physical functioning[J].Stroke,2007, 38(9):2446-2452.
[2] 王默力，郭冬梅，张人玲.短暂性脑缺血发作间期局部脑血流及脑细胞功能状态[J].中华神经科杂志，2004，37（6）：512-515.
[3] Cavanna AE,Trimble MR.The precuneus:a review of its functional anatomy and behavioural correlates[J]. Brain,2006,129(3):564-583.
[4] Greieius MD,Srivastava G,Reiss AL,et a1.Default-mode network activity distinguishes Aizheimefs disease from healthy aging：evidence from functional MRI[J].Proc Natl acad Sci USA.2004,101(13):4637-4642．
[5] 胡玲玲，储兴，姜东林，等.蒙特利尔认知量表对短暂性脑缺血发作患者轻微认知功能障碍的诊断价值[J].实用医学杂志，2010，26（20）：3710-3712.
[6] Virginia G,Wadley,Leslie A,etal.Cognitive status,stroke symptom reports,and modifiable risk factors among individuals with no diagnosis of stroke or transient ischemic attack in the reasons for geographic and racial differences in stroke(REGARDS)Study[J].Stroke,2007,38(9):1143-1147.
[7] Jens CP,Katarina D,Najmeh KM,et a1.Deactivation of the limbic system during acute psychosocial stress:evidence from positron emission tomography and functional magnetic resonance imaging studies[J].Biological Psychiatry，2008，63(2)：234-240.
（收稿日期：2011-11-17）