来源：磁共振成像传媒
汪洋, 伍建林. 2型糖尿病患者脑默认网络损伤的多模态功能磁共振研究进展. 磁共振成像, 2016, 7(9): 707-710.
伍建林，男，博士，主任医师，二级教授，博士生导师，大连大学附属中山医院副院长，
大连大学国际影像研究所所长，享受国务院和大连市政府特殊津贴。
1985
年毕业于
哈尔滨医科大学
，获得临床医学学士学位；1994年毕业于原上海医科大学，获医学影像学博士学位。
主要学术兼职
：
中华医学会放射学分会心胸专业委员会主任委员；
教育部高校相关医学类专业教学指导委员会全国委员；
中华医学会医学工程分会数字影像工程与技术学组全国委员；
中国医学影像技术研究会第五、六届理事会理事；
教育部留学回国人员科研启动基金评审专家；
国家自然科学基金评审专家；
中国医疗保健国际交流促进会放射学分会常务委员；
国际DICOM标准中国委员会第二届委员会常务委员；
辽宁省医学会放射学分科学会副主任委员；
辽宁省医学影像学会第四届理事副秘书长；
大连市医学会放射学分科学会前任主任委员等十余项学术团体兼职；
《中华放射学杂志》、《中国医学影像技术》、《临床放射学》、《磁共振成像》等十余种专业杂志的编委、常务编委；
科研成果：
主持和参与国家级科研课题7项，省市级科研与教改课题十余项，获得省市级科技进步将一、二、三等奖十余项，发表学术论文百余篇（SCI 20余篇），主编主译和参编专著和各级各类教材20余部，培养博硕士研究生近百名。
获得荣誉：
先后获得辽宁省优秀科技工作者和辽宁省教学名师，大连市首批领军人才、优秀科技工作者和优秀医师荣誉称号。
糖尿病(diabetesmellitus，DM)是由于组织细胞葡萄糖代谢障碍而导致的以高血糖为主要特征的全身代谢性疾病。据流行病学调查显示[1]，我国成人DM患病率高达11.6%，其中2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)占90.0%以上。而T2DM
引起中枢神经系统损伤的疾病极为隐匿，当患者出现认知功能障碍等临床症状时往往病情严重而明显影响患者生活质量[2]。
2001年Raichle等[3]提出大脑在不进行任务加工时脑内活动处于一种基线状态，并将处在基线状态下活跃的脑区如内侧前额叶皮质、后扣带回及楔前叶正式称为默认网络(default mode network，DMN)。随后更多的研究发现DMN还包括前扣带回、双侧顶下小叶、双侧海马等脑区[4]。目前认为DMN活动与人脑认知、记忆、情感、冥想、内省等众多功能密切相关，许多神经、精神类疾病的患者均可发现DMN活动的异常[5]。
DMN相关脑区是T2DM损伤的重要靶点，多模态功能磁共振(functional magneticresonance imaging，fMRI)新技术可以早期检出该类患者DMN功能异常，并对其病情的评估及判断预后提供重要的生物学信息与有价值的线索。
1 T2DM脑损伤的机制及病理学改变
胰岛素抵抗(insulinresistance，IR)是T2DM的主要病因。既往有多项研究证实，嗅球、下丘脑、大脑皮层、小脑以及海马等众多脑区神经元表面分布有胰岛素受体[6-8]。有学者发现自发性高血压伴认知障碍大鼠血糖虽较正常大鼠无明显变化，但血中胰岛素水平却显著上升，海马及纹状体的胰岛素受体数量也较正常组减少，因此推断自发性高血压大鼠认知功能障碍的原因在于神经元表面的胰岛素受体数量及功能下降[9]。
慢性高血糖会引起体内晚期糖基化终末产物(advanced glycation end product，AGE)的堆积[10]。AGE可与血管内皮细胞作用使其通透性增加，易引发内皮下脂类物质的沉积；AGE还可作用于血小板使其表达CD62分子，促使血小板粘附于内皮细胞造成血栓及动脉粥样硬化的形成，脑内微血管管腔狭窄。供血区域神经元处于缺氧状态，无氧酵解增多，局部乳酸浓度升高，进而引起细胞毒性水肿甚至死亡。因此，慢性高血糖引起AGE的堆积是T2DM患者认知障碍的重要原因。
T2DM不仅可通过改变神经元周围内环境造成神经元的损伤，神经元自身结构及功能亦出现异常变化。周艳平等[11]研究T2DM脑损伤神经元的微观病理变化显示，T2DM动物模型在海马、感觉皮层、内嗅皮层、胼胝体等区域神经元存在广泛的轴突和树突病变，表现为增粗、紊乱、扭曲的轴突和肿胀的膨体，树突肿胀呈串珠状，树突棘消失。作者认为因胰岛素及C肽的缺乏使轴突及树突表面Na+-K+-ATP酶功能障碍，且其内微管、微丝相关蛋白功能异常使其转运功能受损二者共同导致了轴突与树突肿胀的改变。T2DM对神经元及神经纤维的损伤是DMN局部神经元活动及神经网络连接的重要病理学基础。
2 T2DM脑DMN损伤多模态fMRI研究
2.1 血氧水平依赖成像(BOLD-fMRI)
BOLD效应反映了神经元活动过程邻近去氧血红蛋白与含氧血红蛋白比例的变化，是神经元电活动的一种间接表现。BOLD-fMRI既可以通过任务刺激来检测任务相对应的脑区活动情况，也可以检测基线状态下的全脑活动，即静息态(restingstate)。因此静息态功能磁共振(rs-fMRI)是检测DMN活动的强有力工具。
反映局部脑区自发神经元活动的重要指标有局部一致性(regional homogeneity，ReHo)和低频振幅(amplitude of low-frequencyfluctuation，ALFF)。一些研究显示T2DM患者早期即可出现神经元活动异常的改变。Cui等[12]发现T2DM患者脑内灰质、白质体积虽无明显下降，但中央后回、距状回、舌回、丘脑、尾状核、颞中回等多处脑区的ReHo和ALFF值均显著减低，且楔叶及舌回的活动减低与认知评分具有显著相关性，认为自发神经元活动的异常早于脑萎缩，是T2DM脑损伤重要的早期生物学变化。刘代洪等[13]研究显示T2DM伴MCI患者额叶内侧ReHo值显著减低，而糖化血红蛋白与前扣带回的fALFF值具有显著相关性，说明T2DM是患者高级认知功能受损的重要原因。
反映脑神经网络连接情况的指标有功能连接(functional connectivity，FC)。T2DM患者DMN脑区间FC亦存在异常改变。Musen等[14]研究发现T2DM患者PCC与双侧颞中回、右侧额下回、左侧额中回及左侧丘脑FC显著减低，同时PCC与右侧额下回、右侧楔前叶与胰岛素抵抗指数呈显著负相关，提示患者出现临床症状前DMN已有显著损伤改变。Chen等[15]发现T2DM患者PCC与右侧颞中回、舌回、左侧枕中回、左侧中央前回FC显著减低，而左侧小脑半球、右侧额上回及额中回与PCC的FC显著增强，FC减低与胰岛素抵抗及认知评分下降有显著相关性，其原因是血糖控制不佳及胰岛素抵抗共同作用所致，由此可见rs-fMRI可在T2DM患者早期无明显认知功能受损时即可检出神经网络的异常。Xia等[16]研究显示T2DM患者双侧大脑半球DMN脑区间FC显著减低，而双侧颞中回及双侧额上回FC减低与连线测试评分具有显著相关性，双侧颞中回FC减低与胰岛素抵抗指数具有相关性，并认为双侧大脑半球间神经纤维连接受损可能是T2DM患者认知障碍的重要原因。以上研究表明T2DM患者存在异常默认网络活动，对揭示T2DM损伤神经网络的机制具有重要作用。
近年来，独立成分分析的方法也广泛运用于rs-fMRI神经网络的分析，Cui等[17]发现T2DM患者DMN前部FC显著增强，以双侧额上回为著，DMN后部FC显著减低(PCC及楔前叶为著)，且与认知功能下降及胰岛素抵抗指数具有显著相关性，并认为胰岛素抵抗相比高血糖是导致DMN损伤及认知功能障碍更直接的原因。Chen等[18]还发现T2DM患者DMN中右侧颞中回FC显著增强并与血糖升高具有显著相关性，认为是神经网络损伤的一种代偿表现。由上可见，独立成分分析的方法为精细分析T2DM患者DMN的异常改变及其可能机制提供了新的视野与思路。
