Journal of Anaesthesia：哈佛大学麻省总院发现与腰痛有关的脑网络连接-杭州脑海科技有限公司

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2020年6月1日，美国哈佛大学麻省总医院的孔健教授的研究团队在Pain（IF=7.926）上发表了题为“Abnormal medial prefrontal cortex functional connectivity and its association with clinical symptoms in chronic low back pain”的文章，研究使用静息态功能磁共振和多变量模式分析识别慢性腰痛患者默认网络、感觉运动网络、凸显网络和中央控制网络间的功能连接，并探究功能连接异常是否与疼痛有关。本研究指出：内侧前额叶皮层可能是将慢性腰痛患者默认网络与其他三个网络相连接的重要枢纽。

编者：展琳琳

校审：李杰

神经影像学研究表明，中枢神经系统明确参与慢性疼痛的发生、维持和体验。慢性疼痛患者的大脑通过整合与感觉、认知和情绪功能相关的多个大脑区域之间的信息，不断处理自发性背部疼痛。尽管前人的研究已经阐释了慢性疼痛条件下的异常脑网络，但多数研究仅关注单个网络，对与疼痛相关的多个脑网络的改变情况尚未进行深入的探讨。

本研究纳入了44名慢性腰痛患者和30名正常被试，使用独立成分分析方法选择默认网络、感觉运动网络、凸显网络和中央控制网络，应用多变量模式分析识别区分慢性腰痛患者和正常被试的静息态功能连接，并将异常的功能连接与疼痛强度、持续时间、疼痛严重程度、共病以及精神状态等临床参数做相关。此外，本研究还使用了由30名慢性腰痛患者和30名正常被试组成的独立数据集验证研究结果的有效性。

慢性腰痛患者异常功能连接的研究流程图

使用独立成分分析的方法，本研究识别了默认网络在内的四个脑网络。

独立成分分析结果

研究人员在第一组慢性腰痛患者中观察到四个网络中的功能连接异常，其中，内侧前额叶皮层和右前扣带皮层内在连通性网络的度中心性、效率和中介中心性较高。即：与正常被试相比，内侧前额叶皮层和右前扣带皮层可能是慢性腰痛患者功能连接异常的中心枢纽。

慢性腰痛患者的异常功能连接

针对第一组被试的相关性分析的结果表明：内侧前额叶皮层/右前扣带皮层与中央后回之间的功能连接与疼痛干扰显著相关，内侧前额叶皮层/右前扣带皮层与尾状体之间的功能连接的增加与睡眠障碍显著相关。针对验证数据集被试的相关性分析结果显示：内侧前额叶皮层/右前扣带皮层与中央后回之间的功能连接增加与疼痛干扰显著相关，而内侧前额叶皮层和右前扣带皮层与尾状体之间的功能连接与睡眠障碍的相关性不显著。

异常的功能连接与患者报告结局信息测量信息系统子分数之间的相关

在验证数据集中，研究人员发现慢性腰痛患者的内侧前额叶皮层/右前扣带皮层和默认网络间以及内侧前额叶皮层/右前扣带皮层和中央控制网络连接降低，内侧前额叶皮层/右前扣带皮层和凸显网络连接增加。内侧前额叶皮层/右前扣带皮层与前扣带皮层的功能连接与慢性腰痛的持续时间相关，内侧前额叶皮层/右前扣带皮层与楔前叶/角回功能连接与慢性腰痛的严重程度相关。

验证数据集中慢性腰痛患者内侧前额叶皮层/右前扣带皮层的异常功能连接

此外，交叉验证测试的结果也表明本研究的分类结果令人满意（去线性面积为0.96）。

根据功能连接结果进行分类

综上，本研究指出：慢性腰痛患者的内侧前额叶皮层与默认网络，感觉运动网络，凸显网络和中央控制网络的其他大脑区域之间存在异常的功能连接。而功能连接的异常与患者疼痛严重程度、疼痛干扰和睡眠障碍相关。使用MVPA方法，研究人员能够将慢性腰痛患者与匹配的正常被试区分开来。

由本研究可知，识别慢性腰痛患者的异常功能动力学可能有助于更好地了解该疾病，更好地进行有针对性的治疗，并制定诊断和预后指标。

通讯作者：

孔健教授

原文链接

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6530583/

原文文献

Tu, Y., Jung, M., Gollub, R. L., Napadow, V., Gerber, J., Ortiz, A., Lang, C., Mawla, I., Shen, W., Chan, S. T., Wasan, A. D., Edwards, R. R., Kaptchuk, T. J., Rosen, B., & Kong, J. (2019). Abnormal medial prefrontal cortex functional connectivity and its association with clinical symptoms in chronic low back pain. Pain, 160(6), 1308–1318. https://doi.org/10.1097/j.pain.0000000000001507

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