邢寒棋，戴慧,2,3*

0 引言

晝夜節(jié)律是一種周期約為24 小時(shí)的生物節(jié)律，使生物能夠適應(yīng)晝夜節(jié)律周期帶來的每日波動(dòng)，保持內(nèi)部節(jié)奏與環(huán)境變化同步[1]。下丘腦的視交叉上核被認(rèn)為是哺乳動(dòng)物中最主要的晝夜節(jié)律起搏器[2]。我們一天中的生理過程和行為變化即是由這個(gè)晝夜節(jié)律起搏器控制的。晝夜節(jié)律與人類關(guān)系十分密切，生物鐘調(diào)節(jié)各種生理功能，驅(qū)動(dòng)了大腦生理功能的日常波動(dòng)，多種腦部疾病的發(fā)生發(fā)展也與晝夜節(jié)律密切相關(guān)[3-4]。我們將闡述人類和動(dòng)物日常生活和疾病中存在的晝夜節(jié)律現(xiàn)象，來強(qiáng)調(diào)生物鐘對地球生物的重要性。

目前，在大部分MRI 的研究中很大程度上忽視了時(shí)間這個(gè)生物變量。之前報(bào)道的一些神經(jīng)成像的組間差異不能完全排除是由于掃描時(shí)間的差異造成的。我們認(rèn)為，未能將一天中的時(shí)間視為關(guān)鍵的生物變量可能會(huì)影響神經(jīng)影像科學(xué)實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性，并且會(huì)使基于動(dòng)物研究的結(jié)果外推到人類時(shí)降低數(shù)據(jù)的價(jià)值[5]。了解晝夜節(jié)律影響腦MRI結(jié)構(gòu)、功能的動(dòng)態(tài)變化對于提高神經(jīng)影像科學(xué)研究的可重復(fù)性是非常有價(jià)值的。越來越多的MRI技術(shù)被用于人腦晝夜節(jié)律的分析中，包括基于體素的形態(tài)學(xué)測量（voxel-based morphometry, VBM）、擴(kuò) 散 MRI（diffusion MRI, dMRI）、功 能MRI（functional MRI,fMRI）、磁共振波譜（magnetic resonance spectroscopy,MRS）及動(dòng)脈自旋標(biāo)記（arterial spin labeling, ASL）等。鑒于多模態(tài)MRI的應(yīng)用，筆者對近年來晝夜節(jié)律在腦的MRI中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以提高大家對時(shí)間作為影響神經(jīng)影像學(xué)研究的生物變量的認(rèn)識(shí)。

1 人類和動(dòng)物在日常生活和疾病中的晝夜節(jié)律簡述

下丘腦視交叉上核被認(rèn)為是哺乳動(dòng)物主要的晝夜節(jié)律振蕩器，晝夜節(jié)律在許多生物過程中起著至關(guān)重要的作用。人類的睡眠-覺醒周期[6]、激素分泌[7]、體溫調(diào)節(jié)[8]、血壓[9]、心率[10]及基因表達(dá)[11]在24 小時(shí)內(nèi)都發(fā)生了節(jié)律性變化。移植器官的排斥反應(yīng)和生物死亡的高峰時(shí)間也是具有時(shí)間節(jié)律的常見事件。注意力的所有組成部分[12]以及部分感知覺[13]也表現(xiàn)出了晝夜變化。

晝夜節(jié)律與人類的神經(jīng)傳遞、新陳代謝、免疫等過程也密切相關(guān)[3]。多項(xiàng)研究已經(jīng)表明晝夜節(jié)律可以影響多種疾病的發(fā)生、發(fā)展及對治療的反應(yīng)。一些病理狀況在一天中的特定時(shí)間更為明顯。慢性骨骼肌疼痛患者的血壓[14]以及感染癥狀的嚴(yán)重程度[15]都表現(xiàn)出晝夜節(jié)律模式。多種腦部疾病的發(fā)生發(fā)展也與晝夜節(jié)律密切相關(guān)。偏頭痛發(fā)作有晝夜變化，大多數(shù)研究表明清晨或深夜是發(fā)作的高峰時(shí)間[16]，這可能與皮質(zhì)醇水平、下丘腦功能障礙及偏頭痛觸發(fā)因素的晝夜節(jié)律變化有關(guān)。薈萃分析表明缺血性腦卒中的發(fā)病有晝夜節(jié)律性，早晨頻率較高，睡眠時(shí)頻率較低[17]，這種時(shí)間生物學(xué)模式與急性心肌梗死相似，提示可能存在一些共同的潛在機(jī)制。有研究表明，雙相模式的血壓晝夜變化和同時(shí)出現(xiàn)的早晨高凝可能是缺血性腦卒中早晨風(fēng)險(xiǎn)增加的決定性因素[18]。日落綜合征在癡呆患者中普遍存在，在下午晚些時(shí)候或傍晚發(fā)生頻率更高，其特征是攻擊性、不安、譫妄和激動(dòng)增加[3]。青春期的節(jié)律延遲與抑郁和情緒癥狀的嚴(yán)重程度密切相關(guān)[19]。時(shí)間醫(yī)學(xué)，旨在在一天中的最佳時(shí)間治療患者，最大限度地提高治療效果并減少副作用[20]。在凌晨到中午期間獲得供體心臟的患者長期生存率更高[21]。晚上給予高血壓藥可以更有效地降低血壓并降低心臟病發(fā)作的風(fēng)險(xiǎn)[22]。辛伐他汀在夜間服用能更有效的抑制膽固醇的合成[23]。許多藥物的療效或毒性根據(jù)用藥時(shí)間的不同有顯著不同的效果[20,24]。

在一些動(dòng)物中也存在著明顯的晝夜節(jié)律現(xiàn)象。嚙齒動(dòng)物的葡萄糖耐量表現(xiàn)出每日節(jié)律，相對于活動(dòng)期（大多數(shù)嚙齒動(dòng)物的暗期），靜息期（大多數(shù)嚙齒動(dòng)物的亮期）的耐受性降低[25]。在晝行性動(dòng)物加利福尼亞水蚤中，中間記憶和長期記憶形成高峰出現(xiàn)在白天[26]，而在夜行性動(dòng)物水蚤中，長期記憶的形成高峰出現(xiàn)在夜間。不同物種記憶的晝夜節(jié)律波峰和波谷階段各不相同，這可能與相關(guān)行為和過程的協(xié)調(diào)有關(guān)。動(dòng)物中的晝夜現(xiàn)象不僅表現(xiàn)在日常生理功能中，在一些疾病中也存在。有研究發(fā)現(xiàn)在小鼠的缺血模型中腦缺血半暗帶體積在非活躍期比在活躍期的更大[5]，繼而影響了神經(jīng)保護(hù)劑在活躍期發(fā)揮保護(hù)的效能。嚙齒動(dòng)物的疼痛敏感性顯示出日常節(jié)律，通常在夜間（即黑暗階段）觀察到較高的疼痛閾值[27]。這可能與內(nèi)啡肽水平和涉及疼痛途徑的代謝物在一天中不同有關(guān)。

生物鐘是一個(gè)進(jìn)化上保守的分子系統(tǒng)，從細(xì)菌到人類都有。身體的每個(gè)器官都有自己的一組轉(zhuǎn)錄振蕩的基因[1]。許多生理功能，包括體溫、激素分泌、睡眠和覺醒周期等，都受到生物鐘的控制。因此，人類和動(dòng)物在日常生活和一些疾病中都可以觀察到晝夜變化的現(xiàn)象。

2 晝夜節(jié)律在腦的多模態(tài)MRI中的研究

2.1 sMRI

越來越多的研究報(bào)告基于MRI 的T1WI 結(jié)構(gòu)像分析大腦結(jié)構(gòu)的晝夜變化。一些研究發(fā)現(xiàn)腦容量、大腦灰白質(zhì)體積、皮質(zhì)厚度及皮質(zhì)表面積存在潛在的晝夜波動(dòng)。NAKAMURA 等[28]在一項(xiàng)縱向研究中回顧性分析了1 589 名參與者的3 個(gè)大型數(shù)據(jù)集，分析MRI 數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)一天中的時(shí)間對腦容量有顯著影響，早上的腦容量更大。TREFLER 等[29]通過研究19 名健康成年志愿者的小樣本數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)灰白質(zhì)體積、皮質(zhì)厚度及皮質(zhì)表面積都受到一天中時(shí)間的影響，也發(fā)現(xiàn)早上的腦容量顯著增加。TUURA 等[30]在晚上8 點(diǎn)和早上8 點(diǎn)分別對18 名健康年輕的志愿者進(jìn)行MRI 掃描，同樣發(fā)現(xiàn)灰白質(zhì)體積在早上顯著增加。與之前報(bào)道一致，KARCH 等[31]也報(bào)道了與晚上相比，早上的腦容量增加。目前，還沒有對于腦容量和灰白質(zhì)在早上增加較好的解釋，因此其機(jī)制仍需要進(jìn)一步探討。不同的是，ZAHID 等[32]選擇了阿爾茨海默病神經(jīng)成像倡議方案中的20名參與者的MRI數(shù)據(jù)，通過分析發(fā)現(xiàn)一天中掃描時(shí)間對大腦容量無明顯影響。不一致的結(jié)果可能是由于被試選擇的不同或者是磁共振掃描時(shí)間的差異。

腦脊液在調(diào)節(jié)整個(gè)生命的中樞神經(jīng)系統(tǒng)中起著關(guān)鍵作用，包括促進(jìn)生長因子的分布以及清除大腦中的廢物[33]。腦脊液也被發(fā)現(xiàn)存在晝夜波動(dòng)。腦脊液在腦實(shí)質(zhì)間質(zhì)、腦室和頸部淋巴結(jié)之間的分布會(huì)在一天24 小時(shí)內(nèi)發(fā)生變化[34]。另外，有研究發(fā)現(xiàn)腦脊液產(chǎn)量存在晝夜波動(dòng)。NILSSON 等[35]采用MRI技術(shù)測定6名正常志愿者在24小時(shí)內(nèi)不同時(shí)間的腦脊液產(chǎn)量，所有志愿者在下午的腦脊液產(chǎn)量最低，午夜的產(chǎn)量最高。但TAKAHASHI 等[36]與NILSSON 等[35]的結(jié)果不一致，此團(tuán)隊(duì)用非觸發(fā)相位對比MRI 測量了10 名正常志愿者通過大腦導(dǎo)水管的腦脊液流量，觀察到腦脊液的分泌并沒有晝夜變化。血管周圍間隙（perivascular spaces, PVS）是腦清除系統(tǒng)的主要組成部分，容納腦脊液通過動(dòng)脈周圍間隙流入腦實(shí)質(zhì)，以及間質(zhì)液通過靜脈周圍間隙流向淋巴系統(tǒng)[37]。PVS容量也受到一天中時(shí)間的影響。BARISANO 等[38]采用MRI 對來自人類連接組項(xiàng)目的897 名健康成年人進(jìn)行PVS 定量分析。結(jié)果顯示，與一天中較早時(shí)間掃描測得的 PVS 容量相比，下午和晚上測得的 PVS容量明顯較高，這可能與腦脊液在下午和晚上產(chǎn)量較高有關(guān)，這表明血管周圍腦脊液也存在晝夜波動(dòng)。 最近，血管周圍流動(dòng)在小鼠中也被證明受到晝夜節(jié)律的調(diào)控[34]。這些變化可能與水通道蛋白-4 對流量進(jìn)行晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)有關(guān)[34]。

綜合以上研究，大部分結(jié)果表明大腦結(jié)構(gòu)的日變化是存在的，但大腦結(jié)構(gòu)的日變化不盡相同，因此大腦結(jié)構(gòu)的日變化仍有待進(jìn)一步研究。

2.2 DTI

擴(kuò)散張量成像（diffusion tensor imaging, DTI）是一種廣泛使用的MRI方式，用于測量水分子在組織中的擴(kuò)散，可以反映腦白質(zhì)纖維束的特性[39]。各向異性分?jǐn)?shù)（fractional anisotropy, FA）是水分子各向異性成分與整個(gè)擴(kuò)散張量的比值[40]。表觀擴(kuò)散系數(shù)（apparent diffusion coefficient, ADC）反映水分子擴(kuò)散能力。軸向擴(kuò)散（axial diffusion, AD）被用來反映軸突完整性，而徑向擴(kuò)散（radial diffusion, RD）反映了髓磷脂的完整程度[41]。

JIANG 等[42]在15 名健康成人受試者中用DTI 技術(shù)進(jìn)行研究，組織微觀結(jié)構(gòu)的各種 DTI 測量指標(biāo)都發(fā)生了顯著的日變化。在廣泛腦區(qū)中，早上的FA、ADC、AD和RD值都比晚上的顯著增加。相比之下，VOLDSBEKK 等[43]發(fā)現(xiàn)從早上到晚上，F(xiàn)A 值增加，RD 值減小。類似的，ELVS?SHAGE 等[44]報(bào)道一天清醒后FA 值增加，RD 值減小。THOMAS 等[45]沒有發(fā)現(xiàn)FA值的顯著日變化，而ADC值的變化呈現(xiàn)早上大于晚上，ADC 值的變化和JIANG 等[42]得出的結(jié)果類似。TUURA 等[30]采用DTI 技術(shù)進(jìn)一步驗(yàn)證了ADC 值在早上增加。早上大腦的ADC 值增加可能是由于成像體素內(nèi)腦脊液的變化或細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外腦室之間水的變化引起的。生物鐘時(shí)鐘基因在維持晝夜節(jié)律和睡眠-覺醒周期中起著關(guān)鍵作用，有研究表明CLOCK rs1801260*C 和Period 34/4會(huì)影響髓鞘形成過程[46]。因此，我們認(rèn)為時(shí)鐘基因的調(diào)節(jié)可能是白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)出現(xiàn)晝夜變化的原因之一。

以上文獻(xiàn)表明一天中腦白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，它的變化可能是為了讓神經(jīng)活動(dòng)與光-暗循環(huán)中的環(huán)境相適應(yīng)。在以上研究中，DTI 的不同測量指標(biāo)的晝夜變化存在著不一致的結(jié)果，因此，對于DTI的晝夜變化的進(jìn)一步研究是有必要的。

2.3 血氧水平依賴成像

血氧水平依賴（blood oxygen level dependent,BOLD）成像通過神經(jīng)血管耦合過程間接測量神經(jīng)元的活動(dòng)情況[47]，主要指標(biāo)包括局部一致性（regional homogeneity, ReHo）[48]、低 頻 振 幅（amplitude of low-frequency fluctuations, ALFF）[49]和 功 能 連 接（functional connectivity, FC）[50]等。越來越多的研究采用fMRI 技術(shù)分析了不同腦區(qū)或不同腦網(wǎng)絡(luò)以及全腦BOLD信號(hào)的晝夜波動(dòng)情況。

一些研究表明默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)中的BOLD 信號(hào)存在晝夜變化。FAFROWICZ 等[51]發(fā)現(xiàn)默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)的BOLD 信號(hào)激活在早晨更小。HODKINSON 等[52]的結(jié)果與之相反，發(fā)現(xiàn)默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)的FC 在一天中持續(xù)下降，特別是在后扣帶皮層和內(nèi)側(cè)前額葉皮層。FACER-CHILDS 等[53]報(bào)告了在早期和晚期睡眠型中默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)中的FC 存在明顯的差異。在一天中的08：00、14：00 和 20：00，與晚期型相比，早期型的默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)中的FC顯著增加。

一些研究表明感覺運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的BOLD 信號(hào)在一天內(nèi)發(fā)生了變化。JIANG 等[54]發(fā)現(xiàn)，與早晨相比，晚上掃描時(shí)感覺運(yùn)動(dòng)區(qū)域的ALFF 和ReHo 有所降低。與JIANG 等結(jié)果不同，F(xiàn)ACER-CHILDS 等[55]報(bào)告運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的FC 在早上較小。與FACER-CHILDS 等的結(jié)果相似，有研究報(bào)道在傍晚時(shí)大腦運(yùn)動(dòng)區(qū)域的FC增加[56]。另外，F(xiàn)ARAHANI等[57]也報(bào)告隨清醒時(shí)間的增加，感覺區(qū)域的FC 顯著升高。與以上研究結(jié)果都不同，CORDANI 等[58]報(bào)道了早上和晚上時(shí)感覺運(yùn)動(dòng)區(qū)域的BOLD 信號(hào)減小。與CORDANI 等[58]研究結(jié)果類似，最近，XING 等[59]也報(bào)告了早上和晚上時(shí)感覺運(yùn)動(dòng)區(qū)域的ReHo有所減小。

也有研究報(bào)道視覺網(wǎng)絡(luò)的BOLD 信號(hào)在一天內(nèi)發(fā)生了變化。一些研究發(fā)現(xiàn)視覺網(wǎng)絡(luò)從早到晚的靜息態(tài)FC 降低[54,56,60-61]。相比之下，GRATTON 等[62]發(fā)現(xiàn)時(shí)間對視覺網(wǎng)絡(luò)沒有影響。而CORDANI 等[58]分析發(fā)現(xiàn)視覺皮層中的靜息態(tài)BOLD 信號(hào)在8：00 至17：00顯著增加，然后在20：00顯著降低，并在23：00再次增加（但不顯著）。CORDANI 等[58]認(rèn)為，人類視覺皮層受到日光變化的調(diào)節(jié)，在黎明和黃昏時(shí)可能存在補(bǔ)償機(jī)制。

還有研究發(fā)現(xiàn)殼核的BOLD 信號(hào)具有晝夜變化。MUTO 等[60]42小時(shí)內(nèi)在33名健康參與者中進(jìn)行了13 次fMRI，發(fā)現(xiàn)殼核的大腦反應(yīng)存在晝夜節(jié)律性。與早晨相比，殼核在下午時(shí)分對獎(jiǎng)勵(lì)的反應(yīng)較低[63-64]。FARAHANI 等[65]發(fā)現(xiàn)在晚上左側(cè)殼核與其他大腦區(qū)域之間的FC 減小。因此，從早上到晚上殼核區(qū)域的大腦活動(dòng)可能是降低的。

小腦的BOLD 信號(hào)也存在晝夜變化。MAGDALENA 等[51]進(jìn)行的一項(xiàng)任務(wù)態(tài)fMRI 研究顯示，晚上左側(cè)小腦BOLD 信號(hào)激活更大，這與FARAHANI 等[65]的結(jié)果相似，后者揭示了在夜間fMRI期間小腦網(wǎng)絡(luò)的效率更高。目前，靜息態(tài)小腦活動(dòng)的晝夜節(jié)律尚未得到充分檢查，仍需要進(jìn)一步研究。

與注意力、認(rèn)知相關(guān)腦區(qū)的BOLD 信號(hào)也具有時(shí)間依賴性。SINGH 等[66]在記憶任務(wù)執(zhí)行期間，發(fā)現(xiàn)在上午志愿者表現(xiàn)出更高的大腦激活。丘腦在維持注意力方面起著至關(guān)重要的作用[67]。MUTO 等[60]發(fā)現(xiàn)皮層下區(qū)域（包括丘腦）表現(xiàn)出和褪黑激素相關(guān)的晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)。隨后，MAIRE 等[68]也發(fā)現(xiàn)丘腦的BOLD激活中存在與褪黑素相關(guān)的晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)，丘腦活動(dòng)在夜間達(dá)到高峰。 前額葉皮層參與警覺性、注意力和高階認(rèn)知過程[69]。JIANG 等[54]報(bào)告了下午時(shí)前額葉皮層的BOLD 反應(yīng)高于上午。顳葉也被認(rèn)為與注意力和認(rèn)知有關(guān)[70]。FARAHANI 等[57]報(bào)告隨著清醒時(shí)間的增加，雙側(cè)顳上回的FC 顯著升高。在靜息態(tài)fMRI 的研究中，與早上相比，丘腦以及與感知相關(guān)的認(rèn)知腦區(qū)在一天的晚些時(shí)候BOLD 信號(hào)會(huì)變大，這可能與晚些時(shí)候注意力的代償機(jī)制有關(guān)。

全腦BOLD信號(hào)的晝夜波動(dòng)也有被研究。最近，ORBAN等[71]揭示了一天中的時(shí)間對整體大腦活動(dòng)的影響，并且此影響不能用喚醒狀態(tài)或生理偽影來解釋。他們報(bào)告全局信號(hào)波動(dòng)、區(qū)域 BOLD 信號(hào)及全腦靜息態(tài)FC在一天中穩(wěn)步下降。VAISVILAITE等[72]利用人類連接組計(jì)劃發(fā)布的數(shù)據(jù)，采用動(dòng)態(tài)因果模型分析了時(shí)間對血流動(dòng)力學(xué)和有效連通性參數(shù)的影響。結(jié)果表明有效連通性沒有明顯時(shí)間依賴性，而血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)表現(xiàn)出明顯的時(shí)間依賴效應(yīng)，表明在沒有潛在神經(jīng)元激活和有效連通性的日變化情況下，血管的晝夜效應(yīng)可能會(huì)影響B(tài)OLD信號(hào)。

綜上所述，不同腦區(qū)或不同腦網(wǎng)絡(luò)BOLD 信號(hào)的日變化在不同的研究中仍然存在很多不一致的報(bào)道，因此有必要對fMRI 的晝夜變化進(jìn)行進(jìn)一步研究。大多數(shù)研究表明時(shí)間依賴性的代謝變化會(huì)導(dǎo)致fMRI研究的可靠性降低，因此有必要在未來的fMRI研究中考慮時(shí)間這個(gè)生物學(xué)變量。

2.4 MRS

質(zhì)子MRS（proton MRS,1H-MRS）是一種研究人腦生化變化的非侵入性方法，廣泛用于臨床，研究各種體內(nèi)神經(jīng)代謝物，如γ-氨基丁酸、谷氨酸+谷氨酰胺或N-乙酰天冬氨酸[73]。已經(jīng)報(bào)道了一些研究使用MRS來評估腦的主要代謝物的晝夜變化。有研究發(fā)現(xiàn)時(shí)間對1H-MRS 體外測量的影響并不顯著[74]。VOLK 等[75]通過1H-MRS 技術(shù)評估16 名健康年輕人的腦代謝情況，發(fā)現(xiàn)左側(cè)頂葉的谷氨酸+谷氨酰胺在一夜之后顯著減少，而其他代謝物沒有顯著變化。ARM 等[76]在10 名健康受試者中使用MRS 的二維局部相關(guān)光譜技術(shù)評估后扣帶皮層中多種代謝物的晝夜變化，觀察到多種代謝物的濃度從早上到中午再到下午呈逐漸增加的趨勢，但沒有發(fā)現(xiàn)γ-氨基丁酸濃度的晝夜變化。大腦的這些神經(jīng)代謝物在一天的晚些時(shí)候似乎比早些時(shí)候濃度更高，這可能與睡眠過程可以清除一些體內(nèi)的神經(jīng)代謝物有關(guān)。

以上文獻(xiàn)表明MRS可以檢測神經(jīng)代謝物水平的晝夜變化。因此，在進(jìn)行MRS 研究時(shí)應(yīng)考慮一天中的時(shí)間。

2.5 ASL技術(shù)

ASL 技術(shù)以動(dòng)脈血中自由擴(kuò)散的水分子作為內(nèi)源性示蹤劑，使組織灌注可視化，可定量、無創(chuàng)地測量腦血流[77]。ELVS?SHAGEN 等[78]在正常的睡眠覺醒周期下采用ASL技術(shù)研究38名健康成年人發(fā)現(xiàn)與早晨相比，晚上時(shí)雙側(cè)海馬、杏仁核、丘腦和感覺運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)的腦血流顯著升高。然而并非所有研究的結(jié)果都一致，HODKINSON等[52]分別在上午和下午采用ASL技術(shù)對13名健康成年男性進(jìn)行掃描發(fā)現(xiàn)與早上相比，在默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)核心區(qū)域中下午的腦血流顯著下降。ASL 檢測腦血流的晝夜變化尚未得到充分研究，仍需要未來的研究進(jìn)一步探索。

3 小結(jié)與展望

多模態(tài)MRI的運(yùn)用使大腦結(jié)構(gòu)和功能的晝夜變化從宏觀及微觀多個(gè)角度進(jìn)行了研究，能夠全面了解時(shí)間因素對神經(jīng)影像學(xué)研究的影響，能夠更好地了解大腦生理學(xué)并為睡眠醫(yī)學(xué)提供新的見解。具體來說我們概述了晝夜節(jié)律對大腦結(jié)構(gòu)、功能、代謝的普遍性影響。由于生物鐘的存在，大腦的宏觀結(jié)構(gòu)、腦白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)、神經(jīng)元活動(dòng)、大腦代謝以及腦血流在一天中都會(huì)發(fā)生變化，但是目前報(bào)道的結(jié)果存在不一致，因此仍然需要進(jìn)一步的研究來明確大腦生理功能的具體晝夜變化情況?，F(xiàn)有研究仍存在不足：（1）大多數(shù)研究僅關(guān)注了白天的時(shí)間點(diǎn)而沒有對夜間的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行研究；（2）多數(shù)研究僅重復(fù)掃描了一天中的2～3個(gè)時(shí)間點(diǎn)，鮮有研究能夠重復(fù)掃描一天中多個(gè)時(shí)間點(diǎn)，這使得我們無法了解大腦生理在一天中的變化趨勢；（3）由于對志愿者重復(fù)多次進(jìn)行MRI 掃描的成本比較大，目前多數(shù)研究的樣本量較小，未來可以增加樣本量來增加結(jié)論的可靠性?？傊?，一天中的時(shí)間是一個(gè)會(huì)影響神經(jīng)科學(xué)研究的生物學(xué)因素，一天的時(shí)間依賴性的大腦生理變化可能會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)影像學(xué)研究結(jié)果的可靠性降低，因此迫切需要在未來的神經(jīng)影像學(xué)研究中考慮數(shù)據(jù)采集的時(shí)間。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無利益沖突。

作者貢獻(xiàn)聲明：戴慧設(shè)計(jì)本研究的方案，對稿件重要內(nèi)容進(jìn)行了修改，獲得了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助；邢寒棋起草和撰寫稿件，獲取、分析和解釋本研究的文獻(xiàn)，對稿件重要內(nèi)容進(jìn)行修改；全體作者都同意發(fā)表最后的修改稿，同意對本研究的所有方面負(fù)責(zé)，確保本研究的準(zhǔn)確性和誠信。