本文介绍了一项关于帕金森病（Parkinson’s Disease, PD）中躯体-认知动作网络（Somato-Cognitive Action Network, SCAN）功能异常及其在神经调控治疗中作用的研究。该研究由Jianxun Ren、Wei Zhang等来自中国和美国多个研究机构的学者共同完成，并于2023年12月14日发表在预印本平台bioRxiv上。研究的主要目的是探讨SCAN在PD中的功能异常及其与多种神经调控靶点的关系，并揭示SCAN在脑刺激治疗中的潜在作用。

研究背景

帕金森病是一种常见的神经退行性疾病，主要表现为运动功能障碍，如震颤、僵硬和运动迟缓。目前，脑深部电刺激（Deep Brain Stimulation, DBS）、经颅磁刺激（Transcranial Magnetic Stimulation, TMS）等神经调控技术被广泛应用于PD的治疗。然而，这些治疗方法的疗效存在差异，且其作用机制尚未完全阐明。近年来，研究者提出了SCAN这一新的功能网络，认为其在运动协调中起关键作用，并可能与PD的运动症状相关。因此，本研究旨在通过高精度的静息态功能磁共振成像（Resting-State Functional MRI, rs-fMRI）数据，探讨SCAN在PD中的功能异常及其与神经调控靶点的关系。

研究方法

研究使用了来自6个独立数据集的673名参与者的数据，包括PD患者和健康对照组。研究主要分为以下几个步骤： 1. 数据收集：研究使用了多个数据集，包括PD患者数据集、DBS数据集、TMS数据集等。每个数据集中的参与者接受了长时间的rs-fMRI扫描，以确保数据的可靠性。 2. SCAN的识别：通过精细的脑区分割和功能连接分析，研究者在个体和群体水平上识别了SCAN的存在，并分析了其与皮层下区域的功能连接。 3. 功能连接分析：研究者计算了SCAN与多个神经调控靶点（如丘脑底核、苍白球内侧部等）的功能连接强度，并比较了PD患者与健康对照组之间的差异。 4. 神经调控效果评估：研究还分析了DBS和TMS等神经调控技术对SCAN功能连接的影响，并探讨了这些变化与运动症状改善之间的关系。

研究结果

1. SCAN的功能异常：研究发现，PD患者的SCAN与多个皮层下区域（如纹状体、丘脑底核等）的功能连接显著增强，表明SCAN在PD中存在功能异常。
2. SCAN与神经调控靶点的关系：SCAN与多种神经调控靶点（如丘脑底核、苍白球内侧部等）的功能连接显著强于其他运动相关网络，表明SCAN在神经调控治疗中具有选择性作用。
3. 神经调控对SCAN的影响：DBS和TMS等神经调控技术能够显著改变SCAN与靶点的功能连接，且这些变化与运动症状的改善呈显著相关，表明SCAN在神经调控治疗中起关键作用。

研究结论

本研究揭示了SCAN在PD中的功能异常及其与多种神经调控靶点的关系，表明SCAN在PD的病理生理机制和脑刺激治疗中起重要作用。研究结果提示，SCAN可能是一个有潜力的神经调控靶点，未来可以通过直接或间接调控SCAN来提高PD治疗的效果。此外，研究还强调了高精度功能磁共振成像在脑疾病研究中的重要性。

研究亮点

1. SCAN的功能异常：首次在PD患者中发现了SCAN的功能异常，揭示了其在PD病理生理中的重要作用。
2. SCAN与神经调控靶点的选择性连接：SCAN与多种神经调控靶点的功能连接显著强于其他运动相关网络，表明其在神经调控治疗中的独特作用。
3. 神经调控对SCAN的因果影响：DBS和TMS等神经调控技术能够显著改变SCAN的功能连接，且这些变化与运动症状的改善呈显著相关，为神经调控治疗的机制提供了新的见解。

研究意义

本研究不仅加深了对PD病理生理机制的理解，还为PD的神经调控治疗提供了新的思路。SCAN作为一个潜在的神经调控靶点，未来可以通过个性化的脑刺激技术进一步提高PD治疗的效果。此外，研究还展示了高精度功能磁共振成像在脑疾病研究中的广泛应用前景。