陳曉暉，張健，李澄

慢性主觀性耳鳴是指不存在任何外界聲音刺激下耳內(nèi)聽到振鈴或嗡嗡聲的主觀感覺，在65歲以上的成年人群中發(fā)生率為9%～12%。中重度耳鳴患者除聽覺系統(tǒng)癥狀外，還伴有焦慮、抑郁、注意力下降和認(rèn)知障礙等神經(jīng)系統(tǒng)癥狀[1]。盡管耳鳴為外周神經(jīng)系統(tǒng)疾病，手術(shù)治療并不能很好緩解耳鳴癥狀，提示中樞神經(jīng)系統(tǒng)可塑性起著關(guān)鍵性作用[2]。既往的電生理及神經(jīng)影像研究結(jié)果表明耳鳴與中樞神經(jīng)系統(tǒng)異常神經(jīng)活動(dòng)有關(guān)，包括自發(fā)放電、神經(jīng)同步和拓?fù)鋵傩缘漠惓５萚3]。

突顯網(wǎng)絡(luò)的主要節(jié)點(diǎn)位于背側(cè)前扣帶回及雙側(cè)前腦島，與皮層下及邊緣系統(tǒng)存在結(jié)構(gòu)和功能連接，并參與調(diào)解內(nèi)部和外部刺激，包括來源于聽覺通路的信息[4]。突顯網(wǎng)絡(luò)相關(guān)腦區(qū)可以對(duì)聽覺和視覺刺激做出反應(yīng)，且隨著視聽覺刺激的加強(qiáng)，前腦島和背側(cè)前扣帶回的激活更加明顯[5]。最重要的是，突顯網(wǎng)絡(luò)的功能是保證其它神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)功能(如默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)，執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)等)的正常發(fā)揮[6]。但是突顯網(wǎng)絡(luò)與耳鳴相關(guān)的神經(jīng)精神癥狀之間是否存在相關(guān)性及其潛在的發(fā)生機(jī)制等尚有待進(jìn)一步探究。

靜息態(tài)功能MRI通過血氧飽和水平依賴(blood oxygen level dependent,BOLD)成像原理，可獲得神經(jīng)活動(dòng)的時(shí)間與空間分布情況，從而能較直觀地顯示神經(jīng)系統(tǒng)病變，基于種子點(diǎn)的功能連接分析方法應(yīng)用較為廣泛、便捷，已被應(yīng)用于眾多精神疾病發(fā)生機(jī)制的研究中。本研究采用功能連接分析方法來評(píng)估耳鳴患者突顯網(wǎng)絡(luò)的功能改變，探索其在耳鳴相關(guān)精神疾病中的作用。功能連接指腦內(nèi)具有相似功能特性的空間遠(yuǎn)距離腦區(qū)間血氧信號(hào)波動(dòng)的一致性及其與神經(jīng)生理活動(dòng)時(shí)間的相關(guān)性。

材料與方法

1.倫理申明

本研究經(jīng)本院倫理委員會(huì)審查通過(倫理號(hào)：2016ZDSYLL031.0)。每例受試者在參與本研究前簽署書面知情同意書。

2.臨床資料

2016年12月-2018年12月在本院耳鼻喉科招募31例慢性耳鳴患者，同期招募33例健康被試作為對(duì)照組。采集所有被試的詳細(xì)臨床基本資料，包括年齡、性別、教育程度、既往病史和家族史等。

患者組的納入標(biāo)準(zhǔn)：①臨床診斷明確的慢性耳鳴患者；②年齡20～70歲；③受教育年限>9年；④耳鳴病程>6個(gè)月。排除標(biāo)準(zhǔn)：①有梅尼埃病、聽覺過敏或搏動(dòng)性耳鳴病史；②有耳部手術(shù)史或卒中病史；③既往有中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病或精神疾病；④有腦外傷史；⑤合并嚴(yán)重的心、肝或腎疾病、慢性消耗性疾病、甲亢或甲減；⑥有癡呆家族史；⑦有酒精和/或藥物依賴史，服用過改善認(rèn)知及抗抑郁和抗精神病藥物；⑧有MRI掃描禁忌證。

對(duì)耳鳴患者進(jìn)行愛德華耳鳴殘疾問卷表(tinnitus handicap questionaire，THQ)調(diào)查來評(píng)估耳鳴嚴(yán)重程度，主要針對(duì)社會(huì)功能、精神功能和身體功能三大方面[7]。

由一位耳鼻喉科醫(yī)師使用GSI-61聽力計(jì)對(duì)每例患者進(jìn)行純音測(cè)聽來評(píng)估雙耳在頻率為0.25、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00、12.00和16.00kHz條件下的聽力閾值(圖1)。

在安靜環(huán)境下，由一位神經(jīng)內(nèi)科醫(yī)師對(duì)每例患者進(jìn)行神經(jīng)量表評(píng)估。采用蒙特利爾認(rèn)知評(píng)估量表來評(píng)估被試的整體認(rèn)知情況，采用焦慮自評(píng)量表及漢密爾頓抑郁量表評(píng)估被試的心理精神狀態(tài)。排除整體認(rèn)知得分<50分、焦慮量表得分>50分和抑郁量表得分>7分的被試。

3.MRI檢查方法

使用Siemens Magnetom Verio 3.0T MR成像儀。掃描過程中要求被試安靜平躺在掃描床上，保持頭和身體不動(dòng)，閉眼并保持清醒，避免思考特殊的事情。使用專業(yè)防噪聲耳塞以減弱掃描過程中的噪聲(約減弱32分貝)。

主要掃描序列及參數(shù)如下：結(jié)構(gòu)像的采集采用SPGR序列T1WI，TR 1900 ms，TE 2.48 ms，翻轉(zhuǎn)角90°，視野256 mm×256 mm，矩陣256×256，層厚1 mm，176層，掃描時(shí)間約4分鐘；BOLD功能像的采集采用EPI序列，層厚4.0 mm，TR 2000 ms，TE 25 ms，翻轉(zhuǎn)角90°，視野240 mm×240 mm，矩陣64×64，36層，共采集240個(gè)時(shí)間點(diǎn)，掃描時(shí)間為8分6秒。

4.圖像后處理

對(duì)MR結(jié)構(gòu)像原始數(shù)據(jù)的后處理基于VBM8軟件包(http://dbm.neuro.uni-jena.de/vbm)，將T1WI圖像分割成灰質(zhì)、白質(zhì)和腦脊液三種成分，并配準(zhǔn)到MNI空間，使用6mm的平滑核進(jìn)行平滑，主要步驟包括空間標(biāo)準(zhǔn)化、分割、調(diào)制和平滑，與既往的研究中的后處理方法和步驟基本類似[8]。

對(duì)MR功能像原始數(shù)據(jù)的預(yù)處理基于SPM12的靜息態(tài)數(shù)據(jù)處理助手軟件包(DPARBI V3.0)，具體步驟：①將DICOM格式的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成NIFTI格式；②去除靜息態(tài)數(shù)據(jù)中前10個(gè)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)；③時(shí)間校正；④頭動(dòng)校正，去除x、y、z軸方向上位移超過2 mm、三維旋轉(zhuǎn)角度超過2°的被試的MRI數(shù)據(jù)；⑤空間標(biāo)準(zhǔn)化，將校正后的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化到MNI模板；⑥去線性漂移；⑦采用6 mm半高帶寬進(jìn)行平滑；⑧濾波，頻率為0.01～0.08 Hz。

根據(jù)斯坦福大學(xué)神經(jīng)精神疾病實(shí)驗(yàn)室公布的開源功能影像數(shù)據(jù)提取突顯網(wǎng)絡(luò)的三大重要節(jié)點(diǎn)：背側(cè)前扣帶回、左側(cè)前腦島和右側(cè)前腦島[9]。通過REST軟件包(http://www.restfmri.net)將這3個(gè)ROI作為種子點(diǎn)進(jìn)行功能連接分析，并使用BrainNet Viewer軟件包(http://www.nitrc.org/projects/bnv/)將有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的腦區(qū)投射到大腦3D容積再現(xiàn)圖像上(圖1)。我們選擇突顯網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)作為種子點(diǎn)進(jìn)行功能連接分析，并比較耳鳴組及對(duì)照組的功能連接矩陣，多重比較校正P<0.01、體素?cái)?shù)>50為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

5.相關(guān)性分析

對(duì)功能連接的分析結(jié)果進(jìn)行多重比較校正(P<0.01，體素?cái)?shù)>50)。提取功能連接差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義腦區(qū)的時(shí)間序列與耳鳴量表、耳鳴病程等臨床資料進(jìn)行皮爾森相關(guān)性分析，此分析由SPSS 18.0軟件完成。

結(jié) 果

1.基本臨床資料

本研究中共納入31例耳鳴患者及33例健康志愿者，所有被試的認(rèn)知量表得分均>50分，焦慮量表得分均<50分，抑郁量表得分均<7分。

兩組被試的基本臨床資料的比較見表1。兩組被試的年齡、性別和受教育程度等基本人口統(tǒng)計(jì)學(xué)資料相匹配(P>0.05)。耳鳴組的病程(42.6±41.4)個(gè)月。耳鳴程度的評(píng)估：THQ總得分41.4±19.7，社會(huì)功能評(píng)分為11.4±6.4，精神功能評(píng)分為16.7±11.0，身體功能評(píng)分為16.5±8.2。

表1 兩組被試基本臨床資料的比較

患者組和對(duì)照組中大腦灰質(zhì)體積分別為(579.7±25.8)和(572.4±23.0)mm3，白質(zhì)體積分別為(530.0±24.5)和(527.8±24.7)mm3，組間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=1.195，P=0.237；t=0.359，P=0.721)。

所有被試的聽力正常，測(cè)試頻段(0.25～16.00 kHz)內(nèi)聽閾均<25分貝(圖2)。

2.功能連接分析

耳鳴患者的背側(cè)前扣帶回與左、右側(cè)眶額皮層的功能連接程度均增加，而與右側(cè)中央前回和右側(cè)頂下小葉的功能連接程度降低；左側(cè)前腦島與左側(cè)小腦VIIb葉的功能連接程度增加，而右側(cè)前腦島與全腦的功能連接程度無明顯改變(表2和圖3)。

表2 耳鳴組功能連接異常腦區(qū)的相關(guān)指標(biāo)

3.相關(guān)性分析

皮爾森相關(guān)性分析結(jié)果見圖4。背側(cè)前扣帶回-頂下小葉功能連接程度與耳鳴病程(r=-0.538，P=0.002)和耳鳴THQ總得分(r=-0.559，P=0.001)呈負(fù)相關(guān)，背側(cè)前扣帶回-中央前回功能連接程度與THQ總得分呈負(fù)相關(guān)(r=-0.479，P=0.006)。

討 論

本研究證實(shí)慢性主觀性耳鳴患者的靜息態(tài)突顯網(wǎng)絡(luò)相關(guān)功能連接存在異常，且與耳鳴病程及耳鳴量表評(píng)分之間具有顯著相關(guān)性，為耳鳴的潛在神經(jīng)發(fā)病機(jī)制提供證據(jù)。

大腦功能異?？赡芘c結(jié)構(gòu)異常息息相關(guān)。有文獻(xiàn)報(bào)道，耳鳴患者的部分腦區(qū)內(nèi)灰質(zhì)體積減小，包括額上回、下丘、海馬、腹內(nèi)側(cè)前額葉皮層、前扣帶回、伏隔核、下丘和赫氏回[10]。也有研究發(fā)現(xiàn)，與正常對(duì)照相比，耳鳴患者的顳上回和顳中回的體積增加。但是本研究中并未發(fā)現(xiàn)耳鳴患者的大腦灰、白質(zhì)體積有異常改變，筆者認(rèn)為可能的原因?yàn)椋孩傥墨I(xiàn)報(bào)道的發(fā)生大腦結(jié)構(gòu)改變的研究樣本主要為耳鳴伴高頻段聽力損失的患者，而本研究中招募的耳鳴患者聽力均正常；②可能存在受試者的異質(zhì)性；③不同的磁共振分析方法。此外，我們的結(jié)果提示：在聽力正常的耳鳴患者中，異常功能連接可能先與結(jié)構(gòu)改變。

我們發(fā)現(xiàn)耳鳴患者左右兩側(cè)眶額皮層與背側(cè)前扣帶回功能連接增加。視覺和聽覺任務(wù)可激活背側(cè)前扣帶回，且激活程度也隨著任務(wù)難度的提升而明顯增加，提示背側(cè)前扣帶回參與感覺調(diào)節(jié)及認(rèn)知處理[5]。腦電圖研究也發(fā)現(xiàn)背側(cè)前扣帶回參與對(duì)耳鳴的感知[11]，而且背側(cè)前扣帶回的β波與耳鳴量表評(píng)分呈顯著正相關(guān)。另外，針對(duì)耳蝸植入者的神經(jīng)影像學(xué)研究表明背側(cè)前扣帶回可感受聲音刺激及參與雙流聽覺處理[12]，從而說明選擇背側(cè)前扣帶回作為種子點(diǎn)的科學(xué)性?？纛~皮層處于大腦前額葉，與下丘腦、紋狀體、海馬和杏仁核存在解剖結(jié)構(gòu)連接，已經(jīng)被證實(shí)參與精神分裂癥、抑郁、雙向情感障礙、創(chuàng)傷后應(yīng)激綜合征等精神疾病[13]。最新證據(jù)表明視聽覺任務(wù)招募腹內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)，而且與健康對(duì)照相比，于耳鳴患者中該腦區(qū)的招募更顯著[14]，提示腹內(nèi)側(cè)前額葉皮層在耳鳴病程中的重要性。因此推測(cè)眶額皮層可能參與耳鳴導(dǎo)致的神經(jīng)精神癥狀，但是本研究中并沒有發(fā)現(xiàn)眶額皮層-背側(cè)前扣帶回功能連接的增加與耳鳴的臨床特征之間具有顯著相關(guān)關(guān)系。后期我們需要設(shè)計(jì)針對(duì)眶額皮層的研究來深入挖掘眶額皮層的具體角色。

本研究結(jié)果顯示，耳鳴患者背側(cè)前扣帶回與右側(cè)中央前回之間有功能連接減弱，且這種功能連接減弱與THQ得分呈負(fù)相關(guān)。THQ得分反映出受試者耳鳴嚴(yán)重程度，評(píng)估耳鳴對(duì)患者的社會(huì)功能、精神功能和身體功能的影響[15]，可見耳鳴嚴(yán)重程度越高，背側(cè)前扣帶回-中央前回功能連接越弱。我們認(rèn)為耳鳴患者神經(jīng)沖動(dòng)傳入減少，導(dǎo)致到達(dá)低位腦干及聽覺皮層的神經(jīng)沖動(dòng)相應(yīng)減少，從而影響聽覺腦區(qū)與非聽覺腦區(qū)之間的功能耦合[16]。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為中央前回是運(yùn)動(dòng)區(qū)，有證據(jù)表明中央前回也參與聽覺信息的處理，正如我們先前的研究中發(fā)現(xiàn)耳鳴患者的丘腦-中央前回的功能連接顯著減弱[9]。但是，突發(fā)性耳聾患者的PET檢查結(jié)果顯示發(fā)病72小時(shí)內(nèi)中央前回的葡萄糖吸收率明顯增高，而且與言語辨別任務(wù)的得分之間呈正相關(guān)[17]。與有正常聽力的非誦讀困難者相比，先天性耳聾和誦讀困難患者在音韻判斷任務(wù)中中央前回激活明顯[18]。因此，我們的研究也證實(shí)了中央前回是引起耳鳴的機(jī)制之一。此外，精神分裂患者中央前回體積降低，并與運(yùn)動(dòng)相關(guān)的認(rèn)知功能存在有一定相關(guān)性[19]，所以我們推測(cè)中央前回可能參與了耳鳴相關(guān)的負(fù)性情緒調(diào)控，未來的研究可以關(guān)注在這一方面。

本研究結(jié)果顯示，耳鳴患者的頂下小葉與背側(cè)前扣帶回之間存在功能連接減弱。頂下小葉解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能多樣，參與多種感覺、知覺及認(rèn)知功能的調(diào)控，同時(shí)也是默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)的重要節(jié)點(diǎn)。搏動(dòng)性耳鳴患者頂下小葉的低頻振幅和局部一致性較健康人群明顯增加[20]。腦電圖研究發(fā)現(xiàn)耳鳴患者的頂葉小葉的α波和β波降低[21]。搏動(dòng)性耳鳴由明確血管因素導(dǎo)致，是一種有節(jié)律的耳鳴，多數(shù)與心臟跳動(dòng)次數(shù)一致，磁共振檢查往往會(huì)發(fā)現(xiàn)乙狀竇、頭頸部動(dòng)靜脈等血流動(dòng)力學(xué)異常，與主觀性耳鳴存在區(qū)別，其并不是來源于大腦皮層的異常神經(jīng)活動(dòng)[22,23]。但是，研究表明搏動(dòng)性耳鳴患者也存在神經(jīng)功能不足，尤其在情緒、認(rèn)知等相關(guān)網(wǎng)絡(luò)，因此主觀性耳鳴和搏動(dòng)性耳鳴可能共享部分腦區(qū)功能異常[24]。

此外，我們發(fā)現(xiàn)隨著耳鳴病程的延長(zhǎng)，頂下小葉-背側(cè)前扣帶回連接降低顯著(r=-0.538，P=0.002);且耳鳴量表得分越高，頂下小葉-背側(cè)前扣帶回功能連接越弱(r=-0.559，P=0.001)。以上證據(jù)表明研究頂下小葉在耳鳴中的受損模式是必要的，且與耳鳴嚴(yán)重程度呈明顯相關(guān)性，但是其具體的受損模式我們尚不清楚?；陧斚滦∪~結(jié)構(gòu)與功能的復(fù)雜性，我們認(rèn)為可以將頂下小葉的各個(gè)亞區(qū)作為感興趣區(qū)，在亞區(qū)水平上系統(tǒng)、細(xì)致地探討耳鳴患者頂下小葉各亞區(qū)的功能連接損害模式。

與既往的研究結(jié)果相一致，本研究結(jié)果顯示耳鳴患者的小腦亦參與了腦功能異常重塑過程。小腦有大量的傳入、傳出纖維，形成“運(yùn)動(dòng)環(huán)路”和“前額葉環(huán)路”，為小腦在高階網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮作用提供結(jié)構(gòu)及功能基礎(chǔ)。小腦與下丘、耳蝸核、內(nèi)側(cè)膝狀體、上橄欖核和聽覺皮層存在直接和間接的結(jié)構(gòu)連接[25]，說明小腦可接收外周器官的信號(hào)，調(diào)節(jié)聽覺中樞的活動(dòng)。既往有研究發(fā)現(xiàn)小腦單極梳狀細(xì)胞可上調(diào)谷氨酸能傳遞，并參與耳鳴的病理生理過程[26]。電生理研究發(fā)現(xiàn)絨球旁小葉整合來自前庭與聽覺中樞的信息，也參與耳鳴的發(fā)生發(fā)展[27]。有關(guān)嚴(yán)重耳鳴患者SPECT成像的研究結(jié)果顯示小腦血流明顯增加[28]。從另一個(gè)方面來看，在許多精神疾病(包括精神分裂癥、抑郁、焦慮和神經(jīng)退行性病變)的相關(guān)研究中，均提示小腦的灰質(zhì)體積、血流量及神經(jīng)活動(dòng)存在異常[29]。在本研究中，耳鳴患者的左側(cè)前腦島與左側(cè)小腦VIIb葉的功能連接明顯增多。小腦VIIb位于小腦后葉，參與高級(jí)功能調(diào)控，小腦后葉的損傷則會(huì)導(dǎo)致認(rèn)知與情感障礙[30]。而小腦參與耳鳴病程的潛在病理生理學(xué)機(jī)制有待進(jìn)一步探究。

本研究存在一定的不足之處。第一，作為橫斷面研究，樣本量較小，患者的年齡跨度較大，并不能作為佐證功能磁共振成像與耳鳴機(jī)制的直接證據(jù)，因此后期需要擴(kuò)大樣本量并控制混雜因素來進(jìn)行前瞻性研究；第二，后續(xù)研究需要進(jìn)一步關(guān)注耳鳴患者的腦島及背側(cè)前扣帶回各亞區(qū)與全腦之間的功能連接改變，并可采用格蘭杰因果分析嘗試闡述因果關(guān)系；第三，聽力正常的耳鳴與聽力損失的耳鳴可能存在不同的神經(jīng)重塑機(jī)制，后續(xù)研究中應(yīng)該招募不同的耳鳴患者來探究聽力損失在耳鳴疾病中的作用機(jī)制；第四，雖然本研究中采用耳塞和耳機(jī)來降低磁共振設(shè)備的掃描噪聲，但是并不能完全隔絕噪聲。掃描噪聲有可能成為一個(gè)外界刺激因素，從而影響神經(jīng)活動(dòng)與不同腦區(qū)間的神經(jīng)同步性。

綜上所述，本研究以突顯網(wǎng)絡(luò)為切入點(diǎn)，運(yùn)用靜息態(tài)功能MRI技術(shù)及功能連接分析定位了聽力正常的耳鳴患者基于種子點(diǎn)的異常神經(jīng)同步性，主要包括眶額皮層、中央前回、頂下小葉及小腦，并進(jìn)一步挖掘異常的功能連接屬性與臨床耳鳴特征的潛在關(guān)系。腦功能的異常特征或可成為耳鳴患者神經(jīng)癥狀治療靶點(diǎn)，并用于療效評(píng)估及預(yù)后監(jiān)測(cè)。