汶川地震幸存者脑功能发生改变

ResearchBlogging.org 对于汶川地震这样8.0级的大地震,给人们带来的不仅是失去亲人和财产的损失。对于幸存者来说,他们的精神创伤也是巨大的。其中很大一部分幸存者会患上 急性应激障碍 (acute stress disorder, ASD)或者创伤后应激障碍 (Post-Traumatic Stress Disorder, PTSD)。成都华西医院领衔的一组研究者,在地震后一个月内检查了44名幸存者的脑功能,取得了第一手资料。结果显示,虽然身体健康,但灾害对这些幸存者的脑功能产生了影响。

00000000GN002_THOUSANDS_KIL 研究中被试躺在MRI机器里不作任何任务,接受约7分钟的脑功能扫描。这种静息态 (resting state)的研究设计目前在国内很流行。一是因为这种实验不用任务,操作方便。第二是由于北师大臧玉峰老师的推动,使得静息态数据分析的方法也简便易行 (http://restfmri.net/)。这个研究中作者对静息态数据使用了两种分析方法。首先是计算被试大脑各区域的低频振幅 (regional amplitude of low-frequency fluctuations, ALFF)。ALFF指的是大脑自发的 0.01-0.08hz 的低频振荡,它反映了大脑区域同步化活动的特征。分析结果发现,相比于控制组被试,幸存者大脑内前额页皮层、中央前回,以及脑岛和纹状体的低频振幅变得更强,而且幸存者这些区域的低频振幅强度与自己焦虑和抑郁问卷的得分呈显著正相关。

另外一种分析方法是功能连通性 (functional connectivity),即计算大脑不同区域之间的联系强度。与激活的结果相反,幸存者在边缘系统以及纹状体之间的功能连通性显著降低。这些区域包括杏仁核、海马、脑岛、前扣带回等。

这篇文章是第一篇在灾后很短时间内检查健康幸存者的脑功能的研究报告。发现了一些区域的激活水平的增高,以及另一些区域之间联系的降低。这些脑功能的改变可能是幸存者产生创伤后应激等心理创伤的原因。根据这些结果可能可以帮助我们确定哪些需要早期治疗的人,以帮助他们降低创伤带来的长期影响。

当然,对与这篇发表在PNAS上的牛paper,个人觉得还有一些问题。

首先,低频振幅的测量方法虽然已经被广泛应用,但它究竟反映了什么脑机制还不清楚。实际上现在已经有了更直接测量大脑血流量的方法,比如 ASL perfusion fMRI 可以直接测量区域大脑血流量变化。用 ASL 做的话,得到的结果可能更直接一点。

另外,文章中的功能连通性的分析方法也很奇怪。做功能连通性通常有两种方法。一种是所谓seeding,就是选取一个关心的区域做种子点,然后在全脑范围内看哪些区域与种子区域的相关比较高。这种方法适合与只有一两个关心的区域,想看哪些区域与这两个区域有显著连通性的时候。如果关心的区域较多,则可以直接将所关心的区域的时间序列提取出来,然后分别两两求相关。这样可以更直接的显示出这些区域之间的相互关系,并容易比较幸存者组和控制组的连通性的差异。而这篇文章用15个种子点分别去找与其连通性显著的区域,然后再看激活的区域中是否有自己关心的区域。这样做有点不清晰,而且很麻烦。

最后,我真正关心的一个问题是,功能层次的损伤究竟代表了什么。功能层次的损伤么是否有心理损伤对应?如果如此,那么通过一些心理干预治疗,是否可以帮助病人恢复脑功能?相反,脑功能损伤,是否伴随着脑结构的损伤?或者长期脑功能损伤会引起结构损伤?如果作者在报告相关灰质密度 (VBM)或白质纤维束 (DTI)变化的结果会更完整一点。而且现在已经是一年之后,这些幸存者们的脑功能是否还在受损呢?这些都是值得关心的问题。

Lui, S., Huang, X., Chen, L., Tang, H., Zhang, T., Li, X., Li, D., Kuang, W., Chan, R., Mechelli, A., Sweeney, J., & Gong, Q. (2009). High-field MRI reveals an acute impact on brain function in survivors of the magnitude 8.0 earthquake in China Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.0812751106

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