陳聰,董紅煥,王思佳,侯愛林,李冬月,郭明霞,梁猛
高度近視(high myopia,HM)是一種全球性的衛(wèi)生健康問題,在中國成年人中患病率達(dá)2%~5%[1-2],在青少年中約為1.19%[3]。高度近視的定義為屈光度≤-6.00D并伴有玻璃體的軸向延長[4],患者的視敏度和對比敏度等視覺功能降低[5-6],嚴(yán)重危害視力健康。高度近視的病因很復(fù)雜,目前普遍認(rèn)為遺傳因素和環(huán)境因素在其發(fā)生和發(fā)展中有重要作用。長期高度近視不僅可導(dǎo)致視網(wǎng)膜厚度降低和視網(wǎng)膜適應(yīng)性下降等眼底結(jié)構(gòu)的顯著改變[7-8],而且影響視覺信息在大腦內(nèi)的傳輸處理和加工整合,繼而影響視覺及視覺認(rèn)知功能。近年來,已有研究中發(fā)現(xiàn)高度近視者視覺相關(guān)區(qū)域的腦白質(zhì)密度發(fā)生了變化[9]。此外,利用靜息態(tài)功能MRI的相關(guān)研究結(jié)果顯示高度近視者的腦功能發(fā)生了一定程度的改變[10]。長期的視覺異??蓪?dǎo)致腦組織的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生改變。
既往的研究中基于種子點(diǎn)的功能連接分析發(fā)現(xiàn)高度近視者多個腦區(qū)存在功能活動的異常變化[10]。這種方法僅僅分析了感興趣區(qū)與其它腦區(qū)之間的相關(guān)程度,而實(shí)際上,人的腦功能活動往往是多個腦區(qū)間相互聯(lián)系、相互影響的網(wǎng)絡(luò)協(xié)作方式?;趫D論的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析方法以全腦相關(guān)分析為基礎(chǔ),可以從整體的角度表征腦功能性網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫再|(zhì),揭示大腦功能網(wǎng)絡(luò)的分離和整合的重要信息[11]。因此,在本項研究中,我們利用基于圖論的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析方法來研究高度近視患者腦功能性網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋵傩缘淖兓?,旨在為進(jìn)一步了解異常視覺經(jīng)驗(yàn)對腦功能的影響及其神經(jīng)機(jī)制提供依據(jù)。
選取52例天津醫(yī)科大學(xué)的在校學(xué)生,均為右利手。其中25例為高度近視者(HM組),女21例,男4例,年齡21~25歲,平均(23.36±1.35)歲,雙眼屈光度≤-6.00D;27例視力正常者作為對照組,女13例,男14例,年齡18~25歲,平均(22.93±1.86)歲。本研究經(jīng)天津醫(yī)科大學(xué)倫理委員會批準(zhǔn),所有研究對象簽署了知情同意書。
使用GE Signa HDx 1.5T磁共振掃描儀。掃描中要求患者佩戴耳塞并在其頭部周圍填充泡沫,要求患者保持雙眼睜開,不佩戴眼鏡,全身放松,盡量不做任何思考。掃描參數(shù):梯度回波平面回波成像序列,TR 2000 ms,TE 60 ms,翻轉(zhuǎn)角90°,成像矩陣64×64,視野22 cm×22 cm,層厚5 mm,層間距1 mm,共采集184個時間點(diǎn),總掃描時間368 s。
采用基于MATLAB平臺的DPABI軟件包(http://rfmri.org/dpabi),對所有被試的靜息態(tài)功能MRI數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理:①去除前4個時間點(diǎn)的數(shù)據(jù),以減小磁化矢量不穩(wěn)定的影響;②時間層校正;③頭動校正(剔除頭部移動>2mm、轉(zhuǎn)動角度> 2°的圖像);④空間標(biāo)準(zhǔn)化和平滑,將所有功能像配準(zhǔn)到MNI空間,然后進(jìn)行半高全寬為5 mm×5 mm×5 mm的平滑處理;⑤多重線性回歸和濾波,采用多重線性回歸法將12個頭動參數(shù)、平均腦脊液信號以及平均白質(zhì)信號從數(shù)據(jù)中剔除,最后進(jìn)行帶通濾波(0.01~0.08 Hz)處理。
基于BN246腦圖譜模板(http://atlas.brainne-tome.org),將全腦劃分為246個腦區(qū),提取每個腦區(qū)內(nèi)所有體素的時間序列上的所有信號的平均值,將每個腦區(qū)定義為一個節(jié)點(diǎn),計算每兩個節(jié)點(diǎn)之間的Pearson相關(guān)系數(shù),組成246×246的矩陣,構(gòu)建大腦的功能連接網(wǎng)絡(luò)。在圖論中,全腦網(wǎng)絡(luò)可表述為由節(jié)點(diǎn)(vertex,V)和邊(edge,E)構(gòu)成的集合圖G(V,E)。其中,上述246個腦區(qū)是圖G的節(jié)點(diǎn),而腦區(qū)之間的Pearson相關(guān)系數(shù)則為邊。
在0.05~0.50的網(wǎng)絡(luò)稀疏度(sparsity,Sp)范圍內(nèi)計算網(wǎng)絡(luò)連通性,得到在0.23≤Sp≤0.49范圍內(nèi)全腦功能性網(wǎng)絡(luò)保持全連通。同時在此稀疏度范圍內(nèi),以0.02為步長,對功能性腦網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行二值化處理。應(yīng)用基于MATLAB 平臺的GRETNA軟件(http://www.nitrc.org/projects/gretna)計算腦功能網(wǎng)絡(luò)的全局屬性和局部屬性。全局屬性包括小世界性、全局效能、局部效能,局部屬性包括節(jié)點(diǎn)度、節(jié)點(diǎn)效能、節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)和節(jié)點(diǎn)局部效能。
局部屬性:①節(jié)點(diǎn)度為網(wǎng)絡(luò)中某節(jié)點(diǎn)與其它直接相關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)的邊的數(shù)目(ei),它反映了某個節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)信息傳遞中的作用,該值越大,代表此節(jié)點(diǎn)在大腦信息傳遞中就越重要;②節(jié)點(diǎn)效能指節(jié)點(diǎn)i與整個網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點(diǎn)間信息傳遞的效率,反映了節(jié)點(diǎn)i的信息傳輸能力,其計算公式為:
(1)
其中dij是節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間最短路徑的長度,dij的倒數(shù)表示節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間信息傳遞的效能,N為網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的數(shù)目;③節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)表示節(jié)點(diǎn)i的相鄰節(jié)點(diǎn)之間的連接情況,反映了網(wǎng)絡(luò)的集團(tuán)化程度,聚類系數(shù)越大,腦區(qū)之間的功能分化能力越強(qiáng),其計算公式為:
(2)
其中Ei是節(jié)點(diǎn)i與相鄰節(jié)點(diǎn)間實(shí)際相連的邊數(shù),Ki(Ki-1)/2是節(jié)點(diǎn)i與相鄰節(jié)點(diǎn)間可能存在的最大連接邊數(shù);④節(jié)點(diǎn)的局部效能(Ei-local),反映節(jié)點(diǎn)的局部信息傳遞效率,也就是節(jié)點(diǎn)i在其鄰近節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的子圖Gi內(nèi)的信息傳遞效率。子圖Gi的全局效能(EGi-global)即為節(jié)點(diǎn)i的局部效能。
全局屬性:①小世界性是指具有較高集群系數(shù)和最短路徑長度的高效網(wǎng)絡(luò),為了量化小世界屬性,通常以隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基準(zhǔn),將腦網(wǎng)絡(luò)的聚類系數(shù)和特征路徑長度與隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行比較,滿足標(biāo)準(zhǔn)化聚類系數(shù)(γ=Creal/Crandom)>1和標(biāo)準(zhǔn)化路徑長度(λ=Lreal/Lrandom) 1即為具有小世界屬性。為了方便計算,將上述兩個指標(biāo)統(tǒng)一為σ(σ=γ/λ)來衡量小世界性,當(dāng)σ>1時認(rèn)為腦功能網(wǎng)絡(luò)具有小世界屬性;②全局效能(Eglobal)是衡量網(wǎng)絡(luò)在全局并行傳遞信息效率的一項指標(biāo),其計算公式為:
(3)
其中N(N-1) 2為節(jié)點(diǎn)i在網(wǎng)絡(luò)中可能存在的最大連接邊數(shù);③局部效能(Elocal)是分析網(wǎng)絡(luò)局部信息傳遞效率的量化指標(biāo),它反映了網(wǎng)絡(luò)防御隨機(jī)攻擊的能力。網(wǎng)絡(luò)的局部效能為所有節(jié)點(diǎn)局部效能的平均值。
6.統(tǒng)計學(xué)處理
對兩組被試在各個網(wǎng)絡(luò)稀疏度下的全局屬性相關(guān)指標(biāo)分別進(jìn)行雙樣本t檢驗(yàn),加入性別和圖像幀位移量(frame-wise displacement,F(xiàn)D)作為協(xié)變量,以P=0.05為閾值檢驗(yàn)其顯著性。將各個稀疏度下的節(jié)點(diǎn)屬性的度量值連成一條曲線,然后計算這條曲線下的面積稱為某節(jié)點(diǎn)屬性的AUC。對不同網(wǎng)絡(luò)稀疏度下兩組被試節(jié)點(diǎn)屬性度量值的曲線下面積(AUC)分別進(jìn)行雙樣本t檢驗(yàn),加入性別和FD值為協(xié)變量,以P=0.001為閾值檢驗(yàn)其顯著性。如果某節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)屬性度量值的AUC經(jīng)雙樣本t檢驗(yàn)結(jié)果顯示組間差異顯著,再對該節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)屬性在各個網(wǎng)絡(luò)稀疏度下(0.23≤SP≤0.49,步長0.02)分別進(jìn)行雙樣本t檢驗(yàn),加入性別和FD值為協(xié)變量。以P=0.001為閾值檢驗(yàn)其顯著性。
高度近視組與正常對照組間被試的年齡差異無統(tǒng)計學(xué)意義(t=1.35,P=0.34)。兩組被試的視力檢查結(jié)果及組內(nèi)比較見表1。每組內(nèi)雙眼裸眼視力的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。
表1 近視組與對照組的視力
兩組的靜息態(tài)腦功能連接網(wǎng)絡(luò)均顯示出典型的小世界性。高度近視組中腦功能網(wǎng)絡(luò)的小世界性在各個稀疏度下(0.23≤SP≤0.49,步長0.02)均高于對照組(圖1),但組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。
在各個稀疏度下兩組被試靜息態(tài)腦功能連接網(wǎng)絡(luò)的全局效能見圖2,不同稀疏度下全局效能在兩組間的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。
在0.23~0.49連續(xù)14個稀疏度下,高度近視組的靜息態(tài)腦功能連接網(wǎng)絡(luò)的局部效能較對照組均顯著降低(圖3),差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(t=2.11~2.27,未校正P<0.05)。
與對照組比較,高度近視組靜息態(tài)下腦功能連接網(wǎng)絡(luò)中右側(cè)尾狀核的節(jié)點(diǎn)度的AUC顯著增大(t=3.74,未校正P>0.001),在網(wǎng)絡(luò)全連通的各稀疏度下,高度近視組右側(cè)尾狀核的節(jié)點(diǎn)度均高于對照組(圖4),且在0.23≤Sp≤0.49的條件下組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=3.52~3.89,P<0.001)。
相對于對照組,高度近視組右側(cè)尾狀核節(jié)點(diǎn)效能的AUC提高(t=3.72,未校正P<0.001)。在網(wǎng)絡(luò)全連通的各稀疏度下,高度近視組右側(cè)尾狀核的節(jié)點(diǎn)效能高于對照組(圖5),在部分稀疏度下(0.23≤Sp≤0.37,Sp=0.41,0.45≤Sp≤0.49)組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=3.47~3.86,P<0.001)。
高度近視組和對照組中靜息態(tài)腦功能連接網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)值及比較見圖6。與對照組比較,高度近視組在雙側(cè)顳下回、右內(nèi)側(cè)頂枕溝、右側(cè)額下回島蓋和左側(cè)杏仁核節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)的AUC降低(t值分別為4.54、3.73、3.79、4.15和3.54,未校正P<0.001)。
圖1 兩組被試靜息態(tài)腦功能連接網(wǎng)絡(luò)的小世界性的直方圖分析。 圖2 兩組被試靜息態(tài)腦功能連接網(wǎng)絡(luò)的全局效能的直方圖分析。 圖3 兩組被試靜息態(tài)腦功能連接網(wǎng)絡(luò)的局部效能的直方圖分析。
圖4 高度近視組和對照組靜息態(tài)腦功能連接網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)度的AUC比較。a)兩組腦功能網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)度的AUC差異顯著的腦區(qū);b)各稀疏度下兩組中右側(cè)尾狀核節(jié)點(diǎn)度的柱形圖(為組間比較P<0.001)。圖5 高度近視組和對照組靜息態(tài)腦功能連接網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)效能比較。a)兩組腦功能網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)效能差異顯著的腦區(qū);b)各稀疏度下右側(cè)尾狀核節(jié)點(diǎn)效能的柱形圖(為組間比較P<0.001)。
全連通網(wǎng)絡(luò)在各稀疏度下,高度近視組左側(cè)顳下回的節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)均顯著降低;右側(cè)顳下回的節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)在0.23≤Sp≤0.27和0.33≤Sp≤0.43范圍內(nèi)均顯著降低(t=3.22~4.00,P<0.001);右內(nèi)側(cè)頂枕溝的節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)在0.31≤Sp≤0.49范圍內(nèi)均顯著降低(t=2.29~4.61,P<0.001);右側(cè)額下回島蓋的節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)在0.23≤Sp≤0.41和0.45≤Sp≤0.49范圍內(nèi)均顯著降低(t=3.50~4.44,P<0.001);左側(cè)杏仁核的節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)在不同Sp下均降低,但組間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.001)。
高度近視組和對照組靜息態(tài)腦功能連接網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)局部效能值見圖7。高度近視組中雙側(cè)顳下回、右內(nèi)側(cè)頂枕溝AUC的節(jié)點(diǎn)局部效能顯著降低(t值分別為4.56、3.72和3.82,未校正P<0.001)。在全連通網(wǎng)絡(luò)各稀疏度下,高度近視組中左側(cè)顳下回節(jié)點(diǎn)局部效能均顯著低于對照組(t=3.53~4.76,P<0.001);高度近視組中右側(cè)顳下回節(jié)點(diǎn)局部效能在0.23≤Sp≤0.27、0.33≤Sp≤0.43下顯著降低(t=3.10~3.99,P<0.001);高度近視組中右內(nèi)側(cè)頂枕溝節(jié)點(diǎn)局部效能在0.29≤Sp≤0.49范圍內(nèi)顯著降低(t=2.92~4.61,P<0.001)。
本研究探討了高度近視者靜息態(tài)腦功能連接網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),結(jié)果表明高度近視人群的腦網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出小世界性,但是網(wǎng)絡(luò)的局部效能在所有稀疏度下都降低。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),高度近視人群的節(jié)點(diǎn)屬性發(fā)生顯著改變,雙側(cè)顳下回和右內(nèi)側(cè)頂枕溝的節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)和節(jié)點(diǎn)局部效能降低,右側(cè)額下回島蓋的節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)降低,右側(cè)尾狀核的節(jié)點(diǎn)度和節(jié)點(diǎn)效能增高,左側(cè)杏仁核的節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)降低。
圖6 高度近視組和對照組靜息態(tài)腦功能連接網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)的比較。a)橫軸面MRI圖像上紅色區(qū)域?yàn)閮山M間節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)差異顯著的腦區(qū)為雙側(cè)顳下回、左側(cè)杏仁核;b)矢狀面MRI圖像上紅色區(qū)域?yàn)閮山M間節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)差異顯著的腦區(qū)為右內(nèi)側(cè)頂枕溝;c)矢狀面MRI圖像上紅色區(qū)域?yàn)閮山M間節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)差異顯著的腦區(qū)為右側(cè)額下回島蓋;d)左側(cè)顳下回在各稀疏度下的柱形圖(P<0.001);e)右側(cè)顳下回在各稀疏度下的柱形圖( P<0.001);f)右內(nèi)側(cè)頂枕溝在各稀疏度下的柱形圖(P<0.001);g)右側(cè)額下回島蓋在各稀疏度下的柱形圖(P<0.001);h)左側(cè)杏仁核在各稀疏度下的柱形圖(P<0.001)。
人腦是一個復(fù)雜的互連網(wǎng)絡(luò),不斷整合多個腦區(qū)之間的信息。已有研究表明,大腦也具有小世界網(wǎng)絡(luò)的各項拓?fù)鋵傩訹12]。在本研究中,高度近視組和對照組中腦功能網(wǎng)絡(luò)同樣都具有小世界性,意味著高度近視人群的腦網(wǎng)絡(luò)在信息傳輸和處理方面總體上保證高效率。此外,兩組被試腦功能網(wǎng)絡(luò)的小世界性并無顯著差異,提示在腦網(wǎng)絡(luò)整體屬性方面高度近視組與對照組間的差異可能并無明顯,其腦網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建較為均質(zhì)。
雖然兩組中腦網(wǎng)絡(luò)的整體屬性無明顯差異,但是在高度近視組中觀察到各個網(wǎng)絡(luò)稀疏度下腦網(wǎng)絡(luò)的局部效能均明顯降低。全局效能反映了整個大腦網(wǎng)絡(luò)綜合處理信息的能力,局部效能主要反映了大腦網(wǎng)絡(luò)內(nèi)密集互連的區(qū)域處理信息的能力[13]。本研究結(jié)果表明,高度近視人群的腦網(wǎng)絡(luò)信息傳遞的效率在全局層面得以保留,但是在一些特定區(qū)域的信息傳遞效率發(fā)生了改變。高度近視組中許多腦區(qū)節(jié)點(diǎn)的局部效能降低也進(jìn)一步支持這一結(jié)論。
本研究中觀察到高度近視組雙側(cè)顳下回和右內(nèi)側(cè)頂枕溝的節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)和節(jié)點(diǎn)局部效能均降低,右側(cè)額下回島蓋的節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)降低。顳下回位于腹側(cè)視覺通路的最后階段,也是視覺區(qū)域中唯一包含了對視覺對象具有選擇性響應(yīng)的神經(jīng)元區(qū)域[14-15]。它與額葉和記憶相關(guān)皮質(zhì)的聯(lián)系較緊密[16-17],從額葉到腹側(cè)視覺區(qū)域的“反饋”預(yù)測這種處理途徑,可能形成自上而下的注意力調(diào)制的解剖學(xué)基礎(chǔ)[18]。在猴子的動物行為學(xué)實(shí)驗(yàn)中,可觀察到顳下回區(qū)域在注意力調(diào)解下會過濾掉與目標(biāo)不相關(guān)的信息[19]。通過神經(jīng)群體解碼的方法也觀察到定位引導(dǎo)的注意力對顳下回神經(jīng)元識別和解碼特定對象的信息具有重要影響[20]。在之前關(guān)于高度近視的研究中,也發(fā)現(xiàn)顳下回的短程功能連接密度較正常對照組有所降低[10]。因此,我們認(rèn)為高度近視人群的雙側(cè)顳下回節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)和節(jié)點(diǎn)局部效能降低與視覺響應(yīng)的選擇性注意力異常調(diào)制相關(guān)。右內(nèi)側(cè)頂枕溝作為連接枕葉皮層和楔前葉的“橋梁”,接收視覺皮層的信息,傳遞給楔前葉,完成自下而上的視覺信息整合[21-23]。高度近視者的背內(nèi)側(cè)頂枕溝的節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)和節(jié)點(diǎn)局部效能降低,可能與背內(nèi)側(cè)頂枕溝作為視覺皮層向上傳遞信息的媒介作用減弱有關(guān)。額下回島蓋為腹側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵腦區(qū),腹側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)監(jiān)測環(huán)境中的突顯刺激[24]。我們認(rèn)為高度近視者的右側(cè)額下回島蓋的節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)降低可能與其對視覺突顯刺激的重新定向反應(yīng)能力減弱有關(guān)。
圖7 高度近視組和對照組靜息態(tài)腦功能連接網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)局部效能的比較。a)橫軸面MRI圖像上紅色區(qū)域?yàn)閮山M腦功能網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)局部效能有顯著差異的腦區(qū)為雙側(cè)顳下回;b)矢狀面MRI圖像上紅色區(qū)域?yàn)閮山M間節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)差異顯著的腦區(qū)為右內(nèi)側(cè)頂枕溝;c)左側(cè)顳下回在各稀疏度下的柱形圖(*P<0.001);d)右側(cè)顳下回在各稀疏度下的柱形圖(*P<0.001);e)右內(nèi)側(cè)頂枕溝在各稀疏度下的柱形圖(*P<0.001)。
在本研究中,高度近視組右側(cè)尾狀核的節(jié)點(diǎn)度和節(jié)點(diǎn)效能均增高。尾狀核中有非常大的視覺接收領(lǐng)域,解剖學(xué)研究表明,靈長類動物的尾狀核主要從顳葉、頂葉和額葉等皮層間接接收視覺信息[25-27]。尾狀核也是哺乳動物的基底節(jié)接收感覺運(yùn)動信息的主要結(jié)構(gòu)。它涉及視覺運(yùn)動行為,并有助于控制視覺引導(dǎo)的動眼神經(jīng)和骨骼運(yùn)動功能[28]。尾狀核中巨大的視覺感受野可以快速檢測到環(huán)境中的變化,識別物體,并且提供刺激的空間位置信息。這可能會促進(jìn)和增強(qiáng)尾狀核的運(yùn)動功能,有助于提高目標(biāo)導(dǎo)向的準(zhǔn)確性和速度[29]?;谝陨戏治?,尾狀核中增高的節(jié)點(diǎn)度和節(jié)點(diǎn)效能,都表征了高度近視人群的尾狀核對視覺信息傳遞效率提高,這可能是在視覺信息輸入減少或模糊的情況下,尾狀核必須加強(qiáng)對運(yùn)功功能的控制從而保證視覺目標(biāo)導(dǎo)向行為的準(zhǔn)確性和速度。
本研究結(jié)果還顯示,高度近視組中右側(cè)杏仁核的節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)降低。杏仁核具有情緒調(diào)制視覺處理功能[30],不僅接受來自視覺系統(tǒng)的感覺輸入,也投射到腹側(cè)視覺系統(tǒng)的所有皮質(zhì),包括顳下回和初級視覺皮層等[31]。大量研究表明,青光眼等有眼患的群體比正常人更容易產(chǎn)生焦慮情緒[32-33]。利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析方法,發(fā)現(xiàn)青光眼患者杏仁核參與的情感調(diào)節(jié)方面也存在損傷[34]。因此,我們認(rèn)為高度近視人群的杏仁核節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)降低提示患者確實(shí)存在情緒反應(yīng)的異常。
總之,通過比較高度近視者與視力正常者的靜息態(tài)腦功能連接網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)高度近視人群的某些拓?fù)鋵傩源_實(shí)發(fā)生了改變,主要是與視覺相關(guān)的注意力調(diào)控以及情緒視覺屬性調(diào)制腦區(qū)的節(jié)點(diǎn)屬性發(fā)生了顯著異常。以上研究進(jìn)一步證實(shí)高度近視患者的腦功能發(fā)生了改變。未來應(yīng)該從其它方向來證實(shí)這些異常背后的潛在機(jī)制,進(jìn)一步深入研究高度近視患者的腦功能變化。