轻度认知障碍中的功能性连接变化：M/EEG研究的荟萃分析

背景与目的

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease, AD）是一种以记忆丧失和认知功能障碍为特征的神经退行性疾病。AD是老年人认知障碍的最主要原因，约占全球病例的60%至80%。随着年龄的增长，阿尔茨海默病的患病率显著增加，65岁到74岁人群中患病率为3%，75岁到84岁人群为17%，而85岁及以上人群则达到32%。因此，阿尔茨海默病已成为全球公共健康的重大问题，对卫生系统和社会成本产生了巨大影响。

AD的神经病理学变化包括胞外的β-淀粉样蛋白（Aβ）堆积和过度磷酸化的tau蛋白（p-tau）引起的神经纤维缠结，这些变化导致神经元死亡，并最终引起脑萎缩和突触功能障碍。最早的病变在内嗅皮层和海马区开始，随着疾病的进展，逐渐扩展到新皮质区域。然而，越来越多的证据表明，AD的神经病理并不是全局性的，可能首先靶向特定的、功能性连接的区域，这些区域被认为是更大脑网络的关键节点。

在AD的神经退化过程中，有一个沉默期，这个过程可能持续多年甚至几十年，在此期间神经病理生理过程已经开始并在进行，但临床标志尚不明显。随后，神经退行性病变可能导致一个前临床阶段，即轻度认知障碍（mild cognitive impairment, MCI），这逐渐并不可逆地导致自主性丧失，最终进入痴呆期。MCI被定义为正常老化与潜在AD发病之间的一个中间阶段，其特征是记忆（记忆性MCI，aMCI）或其他认知领域（非记忆性MCI，nMCI）的客观认知障碍，同时基本认知功能和日常生活活动能够保持。

神经生理测量方法，如脑电图（EEG）和磁脑图（MEG），是一种非侵入性的方法，用于记录神经活动产生的电磁信号。这些方法比功能性磁共振成像（fMRI）更具成本效益和实用性，而且时间分辨率高。已有研究表明，通过这些技术可以在轻度认知障碍阶段观察到早期同步变化，然而，这些变化的方向（超同步/低同步）、区域和频率带仍不一致。本研究旨在通过荟萃分析澄清与潜在AD神经生理生物标志物相关的现有证据。

研究来源

本文由Giulia Buzi, Chiara Fornari, Alessio Perinelli和Veronica Mazza共同撰写，作者分别来自以下研究机构： - Inserm-EPHE-Unicaen, Caen, 法国。 - 中心大脑/思维科学中心（CIMeC），特伦托大学，意大利Rovereto。 - 特伦托大学物理系，意大利Trento。 - INFN-TIFPA, Trento，意大利。

该研究发表于《Clinical Neurophysiology》2023年第156卷，183-195页。这是一篇开放获取的文章，通过Elsevier B.V.发布，CC BY版权许可。

研究工作流程

文献搜索与筛选

文献搜索从2022年12月10日到2023年6月进行，搜索数据库包括PubMed, Scopus, Web of Science和PsycInfo。搜索关键词包括“EEG”或“MEG”以及“connectivity”，“synchronization”，“Alzheimer”等。经过筛选，共3852篇文章中有12篇符合纳入标准，纳入分析的文章必须包含效应大小，并报告轻度认知障碍病患的脑区功能连接变化。

荟萃分析方法

研究采用的是随机效应荟萃分析，以客观剔除了不显著未报告效应量（NSUES）。主要对比轻度认知障碍（MCI）与健康老年人（HC）群体在静息状态下的功能连接变化。为避免样本量失衡，仅考虑HC与MCI的对比。标准化平均差（SMD）用于各脑区之间的不同频率带的连接变化分析，具体包括： - 额叶-颞叶（FT） - 额叶-顶叶（FP） - 额叶-枕叶（FO） - 颞叶-顶叶（TP）

数据提取和分析

提取的研究数据包括基本文献信息、实验参数（如电极数量和位置）、样本人口统计数据、连接测量指标、任务类型或静息状态的类型、连接变化效应大小。在统计分析中，对比了不同脑区之间的连接变化，通过森林图展示了效应估计和置信区间。此外，进行漏项分析（leave-one-out）和出版偏差检验。

主要结果

Alpha波段

在对比MCI与HC时，发现颞顶（d=-0.26）和额顶区（d=-0.25）的Alpha同步性显著下降，表明轻度认知障碍患者在这些脑区之间的功能连接有所减弱。通过漏项分析证明，在多数情况下结果具有较高的可重现性。

Theta波段

额顶区Theta同步性显著减少的结果在多数研究中未证实，但在个别情况下（剔除某些研究时）显示变化的中等效应。

Delta波段

Delta波段在各个脑区对比中未发现显著同步性变化。

Beta波段

Beta波段也未发现显著的同步性变化。

结论和意义

本荟萃分析扩展了操作与现有文献的一致性，强调MCI患者在其它脑区尤其是颞顶和额顶区的Alpha波段同步性显著降低。这些发现进一步支持了“断连综合征”假说，即认知功能障碍可能与脑区功能整合减弱有关。这些功能连接变化在轻度认知障碍阶段就显现出来，对早期诊断和治疗阿尔茨海默病具有重要作用。

电生理技术的高可行性使其能够早期检测脑病理变化，从而提供新的策略来管理疾病的进程。进一步研究有助于开发疾病更改疗法并在神经退化的最初阶段实施早期干预。

亮点

• 在轻度认知障碍阶段，颞顶和额顶区的Alpha波段功能连接显著降低。
• 荟萃分析采用的新方法提高了结果的可靠性，避免了出版偏差。
• 电生理测量为早期诊断AD提供了一种高效的工具，具有重要的临床应用价值。

通过深入了解MCI阶段的功能连接变化，能为临床应用提供更加有效的检测工具和治疗方案，有助于早期干预和优化疾病管理策略。这项研究在探索阿尔茨海默病早期的功能生物标志物方面具有显著的科学和应用价值。