分享:
分享到微信朋友圈
X
• 临床研究 •
基于MRS与rs-fMRI的阿尔茨海默病默认模式网络兴奋/抑制失衡研究:Glx/GABA+比值与局部脑活动的关联分析
肖姚 董科 李昕雨 胡春洪 戴慧

Cite this article as: XIAO Y, DONG K, LI X Y, et al. Excitation/inhibition imbalance in the default mode network of Alzheimer's disease based on MRS and rs-fMRI: Association of Glx/GABA ratio with regional brain activity[J]. Chin J Magn Reson Imaging, 2026, 17(10): 63-75.本文引用格式:肖姚, 董科, 李昕雨, 等. 基于MRS与rs-fMRI的阿尔茨海默病默认模式网络兴奋/抑制失衡研究:Glx/GABA+比值与局部脑活动的关联分析[J]. 磁共振成像, 2026, 17(10): 63-75. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2026.10.008.


[摘要] 目的 运用多模态MRI探究阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)及轻度认知障碍(mild cognitive impairment, MCI)患者默认模式网络(default mode network, DMN)核心节点的兴奋/抑制(excitation/inhibition, E/I)平衡及脑功能改变,揭示神经化学与脑功能的耦合关系。材料与方法 前瞻性纳入AD患者22例、MCI患者19例、正常对照(normal control, NC)22例,收集人口统计学及神经心理学数据,包括简明精神状态检查(Mini-Mental State Examination, MMSE)和蒙特利尔认知评估(Montreal Cognitive Assessment, MoCA)量表评分。采集静息态功能磁共振成像(resting-state functional magnetic resonance imaging, rs-fMRI)数据,计算低频振幅分数(fractional amplitude of low-frequency fluctuation, fALFF)和局部一致性(regional homogeneity, ReHo)。采集磁共振波谱数据,感兴趣区域为左内侧前额叶(left medial prefrontal cortex, Lm-PFC)及楔前叶(precuneus, PCu),计算谷氨酸和谷氨酰胺复合物(glutamate-glutamine complex, Glx)和γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid, GABA)与大分子的复合信号(GABA+)相对于肌酸(creatine, Cr)的水平,并得到两者的比值(Glx/GABA+),需要指出的是,Glx/GABA+比值反映的是局部脑区兴奋性与抑制性代谢物的稳态浓度,而非突触间隙动态E/I的直接测量,在本研究中作为局部E/I代谢状态的间接指标。采用双样本t检验两两比较静息态功能磁共振指标(GRF校正,体素水平P<0.001,聚类水平P<0.05),磁共振波谱扫描的数据采用单因素方差分析比较差异,并运用Bonferroni进行事后两两比较,仅纳入拟合误差小于15%的数据进行统计分析,并运用皮尔逊相关分析探究谷氨酸和谷氨酰胺复合物/γ-氨基丁酸复合信号比值(glutamate-glutamine complex/gamma-aminobutyric acid ratio, Glx/GABA+)与fALFF及认知量表(MMSE、MoCA)评分之间的关联,P<0.05具有统计学意义。结果 与NC组相比,AD组在左侧角回fALFF值显著降低(t=-5.533 4,P<0.05),而ReHo在三组间差异无统计学意义(P>0.05)。MRS分析显示,AD组在Lm-PFC及PCu的Glx/Cr水平及Glx/GABA+比值显著高于NC组及MCI组(P<0.001),而NC组与MCI组之间差异无统计学意义(P>0.05)。全脑fALFF与感兴趣区(region of interest, ROI)的Glx/GABA+比值的相关性分析显示,NC组PCu的Glx/GABA+比值与右侧颞上极(r=-0.947 1,P<0.001)、左侧直回(r=-0.889 5,P<0.001)及右侧小脑Crus Ⅲ区(r=-0.852 5,P<0.001)的fALFF值呈显著负相关;而AD组中未发现任何显著相关性(P>0.05)。此外,NC组中与认知功能密切相关的右侧颞上极及左侧直回的fALFF值,以及两组各ROI的Glx/GABA+,与认知量表(MMSE、MoCA)评分均无显著相关性(P>0.05)。结论 AD患者默认模式网络核心节点存在E/I相关代谢物稳态的改变,局部神经活动减弱,且生理状态下观察到的代谢-功能关联在AD组中未得以保留。Glx/GABA+所反映的神经代谢物稳态失衡可能成为AD临床阶段有价值的影像学参考指标,但其作为E/I平衡代理指标的解释需谨慎。
[Abstract] Objective To investigate the excitation/inhibition (E/I) balance and brain functional alterations in core nodes of the default mode network (DMN) in patients with Alzheimer's disease (AD) and mild cognitive impairment (MCI) using multimodal MRI, and to explore the coupling relationship between neurochemistry and brain function.Materials and Methods A total of 22 AD patients, 19 MCI patients, and 22 normal control (NC) were prospectively enrolled. Demographic and neuropsychological data were collected, including the Mini-Mental State Examination (MMSE) and Montreal Cognitive Assessment (MoCA). Resting-state functional magnetic resonance imaging (rs-fMRI) data were acquired to calculate the fractional amplitude of low-frequency fluctuation (fALFF) and regional homogeneity (ReHo). Magnetic resonance spectroscopy (MRS) data were acquired from regions of interest (ROI) in the left medial prefrontal cortex (Lm-PFC) and precuneus (PCu) to calculate the levels of glutamate-glutamine complex (Glx) and gamma-aminobutyric acid (GABA) combined signal relative to creatine (Cr) (GABA+), as well as the Glx/GABA+ ratio. It should be noted that the Glx/GABA+ ratio reflects the steady-state concentrations of excitatory and inhibitory metabolites in local brain regions, rather than a direct measurement of dynamic synaptic E/I balance, and serves as an indirect indicator of regional E/I metabolic status in this study. Two-sample t-tests were used for pairwise comparisons of rs-fMRI metrics (GRF correction, voxel-level P < 0.001, cluster-level P < 0.05). MRS data were analyzed using one-way analysis of variance (ANOVA) followed by Bonferroni post-hoc comparisons, including only measurements with fitting error less than 15%. Pearson correlation analysis was performed to examine the relationships between the Glx/GABA+ ratio and fALFF values, as well as cognitive scale (MMSE, MoCA) scores . A P-value < 0.05 was considered statistically significant.Results Compared with the NC group, the AD group showed a significantly decreased fALFF value in the left angular gyrus (t = -5.533 4, P < 0.05). No significant differences in ReHo were observed among the three groups (P > 0.05). MRS analysis revealed that the Glx/Cr level and Glx/GABA+ ratio in the Lm-PFC and PCu were significantly higher in the AD group than in the NC and MCI groups (P < 0.001), while no significant difference was found between the NC and MCI groups (P > 0.05). Correlation analysis between whole-brain fALFF and the Glx/GABA+ ratio in the ROI showed that, in the NC group, the Glx/GABA+ ratio in the PCu was significantly negatively correlated with fALFF values in the right superior temporal pole (r = -0.947 1, P < 0.001), left gyrus rectus (r = -0.889 5, P < 0.001), and right cerebellar Crus Ⅲ (r = -0.852 5, P < 0.001). No significant correlations were found in the AD group (P > 0.05). Furthermore, in the NC group, the fALFF values in the right superior temporal pole and left gyrus rectus (which were closely related to cognitive function), as well as the Glx/GABA+ ratios in the ROI in both groups, showed no significant correlations with cognitive scale (MMSE, MoCA) scores (P > 0.05).Conclusions Alterations in E/I-related metabolite homeostasis, reduced local neural activity, and a loss of the metabolical–functional association observed under physiological conditions exist in core nodes of the DMN in AD patients. The metabolic imbalance reflected by the Glx/GABA+ ratio may serve as a valuable imaging reference indicator for the clinical stage of AD; however, its correlation with cognitive and functional measures was not established in the current study, warranting caution in its interpretation as a proxy for E/I balance.
[关键词] 阿尔茨海默病;轻度认知障碍;兴奋;抑制;磁共振成像;磁共振波谱;静息态功能磁共振成像;谷氨酸和谷氨酰胺复合物;γ-氨基丁酸
[Keywords] Alzheimer's disease;mild cognitive impairment;excitation;inhibition;magnetic resonance imaging;magnetic resonance spectroscopy;resting-state functional magnetic resonance imaging;glutamate-glutamine complex;γ-aminobutyric acid

肖姚    董科    李昕雨    胡春洪    戴慧 *  

苏州大学附属第一医院放射科,苏州 215000

通信作者:戴慧,E-mail: huizi198208@126.com

作者贡献声明:戴慧指导研究设计、确定研究方案,对稿件重要内容进行了修改和最终定稿;肖姚参与研究设计,起草和撰写稿件,获取、分析和解释本研究的数据;董科、李昕雨、胡春洪获取、分析或解释本研究的数据,对稿件重要内容进行了修改。全体作者都同意发表最后的修改稿,同意对本研究的所有方面负责,确保本研究的准确性和诚信。


收稿日期:2026-04-30
接受日期:2026-09-23
中图分类号:R445.2  R749.16 
文献标识码:A
DOI: 10.12015/issn.1674-8034.2026.10.008
本文引用格式:肖姚, 董科, 李昕雨, 等. 基于MRS与rs-fMRI的阿尔茨海默病默认模式网络兴奋/抑制失衡研究:Glx/GABA+比值与局部脑活动的关联分析[J]. 磁共振成像, 2026, 17(10): 63-75. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2026.10.008.

0 引言

       阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)的典型病理特征为β-淀粉样蛋白(β-amyloid, Aβ)tau蛋白神经纤维缠结[1]。有动物实验表明,Aβ可导致神经元过度活跃[2],即神经元细胞水平兴奋/抑制(excitation/inhibition, E/I)失衡。这被认为是神经网络水平E/I失衡的细胞基础。并且该失衡在AD患者临床症状出现之前即可被检测到[3, 4],因此,探索神经网络层面的E/I失衡对于理解AD的病理生理学机制以及发现早期生物标志物至关重要。

       大量静息态功能磁共振成像(resting-state functional MRI, rs-fMRI)研究表明,AD患者默认模式网络(default mode network, DMN)多个脑区存在低频振幅分数(fractional amplitude of low-frequency fluctuation, fALFF)和局部一致性(regional homogeneity, ReHo)的异常改变[5, 6],且这些改变与认知功能下降及病理进展密切相关。然而,fALFF和ReHo所反映的宏观脑功能变化背后,兴奋性与抑制性神经递质的平衡状态尚不明确。

       磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy, MRS)技术能够无创检测局部脑区神经代谢物浓度[7], 其中谷氨酸-谷氨酰胺复合物 glutamate-glutamine complex, Glx)以及γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid, GABA)复合信号(GABA+)的比值(Glx/GABA+)被作为局部神经环路E/I平衡的间接指标[8]。DMN的楔前叶(precuneus, PCu)与内侧前额叶皮层(medial prefrontal cortex, mPFC)在AD早期便发现其功能异常[9],是研究E/I失衡的理想脑区。

       本研究将Glx/GABA+比值反映为局部脑区兴奋性与抑制性代谢物稳态的稳态浓度,而非突触水平动态E/I平衡的直接量度。结合rs-fMRI的指标,系统探究AD患者、轻度认知障碍(mild cognitive impairment, MCI)患者及正常对照(normal control, NC)在DMN核心脑区楔前叶及左内侧前额叶的E/I平衡状态、脑功能改变及其与认知功能的关系,以期为此类指标的临床应用提供初步的影像学依据。

1 材料与方法

1.1 研究对象

1.1.1 研究对象与诊断标准

       本研究自2024年7月至2025年11月期间前瞻性非连续纳入苏州大学附属第一医院神经内科收治的22例AD患者和20例MCI患者,同时通过社区招募24例在年龄、性别和受教育年限上相匹配的NC受试者。所有受试者均为右利手,并均接受了病史采集、实验室检查、神经心理学测试、体格检查及常规头颅MRI扫描。

       AD组纳入标准:(1)符合2011年美国国立老化研究所-阿尔茨海默病协会(National Institute on Aging-Alzheimer's Association, NIA-AA)发布的很可能AD核心临床诊断标准;(2)隐袭起病,认知功能下降呈进行性加重;(3)情景记忆损害为最突出的早期核心认知缺陷;(4)符合全因痴呆诊断标准,即认知或行为症状严重程度足以影响日常生活和工作能力,且较先前功能水平有明显下降;(5)符合精神障碍诊断与统计手册(第四版)痴呆诊断标准。

       MCI组纳入标准:(1)符合2011年NIA-AA发布的阿尔茨海默病所致轻度认知障碍核心临床诊断标准;(2)存在患者本人、知情者或临床医师报告的认知功能变化主诉;(3)经神经心理学评估证实存在一项或多项认知领域(包括记忆、执行功能、注意力、语言及视空间功能)的客观损害;(4)日常生活活动能力基本保留;(5)未达到痴呆诊断标准;(6)认知损害并非仅发生于谵妄背景之下。

       NC组纳入标准:(1)无认知功能损伤主诉;(2)MMSE评分≥28分;(3)无神经系统疾病史及精神疾病史;(4)常规头颅MRI扫描未见明显异常。

1.1.2 三组共同的排除标准

       (1)Fazekas评分>2;(2)经MRS扫描后处理拟合误差(fitting errors, FitErrs)超过15%;(3)头部平移位移大于3.0 mm,或头部旋转位移大于3.0°。

1.1.3 Fazekas评分评估与阅片一致性

       Fazekas评分由两位具有5年以上神经影像诊断经验的放射科医师独立评估,意见不一致时经协商达成一致。所有纳入受试者的Fazekas评分均为0~2分,三组间评分分布差异无统计学意义。该评分用于排除明显白质高信号对MRS及rs-fMRI结果的潜在影响。

1.1.4 神经心理学评估与诊断一致性

       神经心理学测试包括简明精神状态检查(Mini-Mental State Examination, MMSE)和蒙特利尔认知评估(Montreal Cognitive Assessment, MoCA)。AD组和MCI组的诊断由两位经验丰富的神经内科副主任医师依据上述2011年NIA-AA标准进行独立确认,意见不一致时经协商达成共识。AD的诊断以进行性认知功能下降为核心临床表现,结合病史、体格检查、神经心理学评估及头颅MRI排除其他病因;本研究未纳入Aβ-PET、tau-PET或脑脊液生物标志物。NC组依据无认知功能损伤主诉、MMSE评分≥28分、无神经系统及精神疾病史、常规头颅MRI未见明显异常等标准确定。

1.1.5 最终样本、数据集与伦理

       经上述筛选,最终MRS全分析集纳入63例受试者,其中NC组22例、MCI组19例、AD组22例。最初纳入的1例MCI患者和2例NC患者因MRS拟合误差大于15%被排除。为兼顾数据利用效率与多模态关联分析的严谨性,本研究依据不同分析目的设立两个层级的数据集。

       (1)MRS全分析集(n=63):由所有通过MRS拟合误差质控(FitErrs<15%)的受试者构成,用于单独评估三组间DMN核心节点神经代谢物的静态组间差异。

       (2)多模态关联分析集(n=48):为MRS全分析集中同时满足rs-fMRI头动质控标准(平移<3 mm、旋转<3°)的重叠子集,其中NC组19例、MCI组15例、AD组14例。该数据集专门用于所有涉及rs-fMRI指标(fALFF/ReHo)的组间比较及其与Glx/GABA+比值的跨模态相关性分析。该分析集剔除率如下:NC组13.6%(3/22),MCI组21.1%(4/19),AD组36.4%(8/22)。两套数据集在各自对应的分析层面独立报告,互不混淆。

       本研究遵守《赫尔辛基宣言》,并获得苏州大学附属第一医院伦理委员会的批准(批准号:2024-317)。所有受试者均遵循完全自愿参与的原则,所有受试者或其监护人均签署了书面知情同意书。

1.1.6 非连续入组策略说明

       本研究采用非连续入组策略,主要受限于两方面实操因素:(1)MRI扫描仪研究专用机时有限,仅能在每天晚上固定时段安排研究序列扫描;(2)梅舍-加伍德点分辨波谱(Mescher-Garwood Point RESolved Spectroscopy, MEGA-PRESS)序列采集时间较长,部分AD患者因注意力涣散或焦虑难以耐受完整扫描,为保障数据质量,入组时需兼顾患者配合度。尽管如此,本研究在入组过程中仍严格遵循预设的纳排标准,力求使三组在年龄、性别及受教育年限等关键人口学变量上保持均衡。

1.2 rs-fMRI图像采集

       所有rs-fMRI图像采集均采用荷兰飞利浦3.0 T MRI扫描仪(Ingenia I, Best, Netherlands)来进行,并采用15通道头线圈进行信号接收。需要分别采集受试者的T1加权结构像以及rs-fMRI图像。T1加权结构像采用三维磁化强度预备快速梯度回波序列(three-dimensional magnetization prepared rapid acquisition gradient echo sequence, 3D-MPRAGE)进行采集,连续扫描,具体参数如下:TR 7.0 ms,TE 3.1 ms,FA 8°,FOV 256 mm×256 mm,层厚1.0 mm,体素大小1.0 mm×1.0 mm×1.0 mm,矢状位扫描层数为185层,采集时间为6分32秒;之后用平面回波序列(echo planar imaging, EPI)采集rs-fMRI图像,扫描参数如下:TR 2000 ms,TE 30 ms,FA 90°,FOV 240 mm×240 mm,体素大小4 mm×4 mm×4 mm,层厚4 mm,层间距0.4 mm,横断位扫描30层,一共扫描250帧数据,采集时间为8分26秒。在整个扫描过程中,受试者的头部被泡沫棉固定,在保证受试者舒适的前提下尽量减少头动,同时为受试者佩戴3M耳塞,以减少来自扫描仪的噪音,最后,嘱受试者在rs-fMRI图像的采集中保持闭眼清醒的状态。

1.3 rs-fMRI图像预处理

       基于MATLABR2021b平台,借助静息态功能磁共振成像数据处理助手(Data Processing Assistant for Resting-State fMRI, DPARSF)对rs-fMRI数据进行预处理,具体流程如下。(1)数据格式转换:将原始DICOM格式的rs-fMRI图像转换为NIfTI格式,以便用于后续分析。(2)去除初始不稳定信号:剔除每个被试功能像前10个时间点的数据,以消除扫描初始阶段信号不稳定带来的影响。(3)时间层校正:以扫描序列中间层为基准,对剩余240个时间点内每层(共30层)的图像采集时间进行校正,使同一容积内所有体素在时间上对齐。(4)头动校正:消除头动导致的空间信号伪影,保证多个时间点数据的空间一致性。排除水平位移超过3 mm,或者任意旋转角度超过3°的受试者(在本研究中,共15例被试因头动过大而被排除在外,分别是3例NC组受试者、4例MCI组患者以及8例AD组患者)。(5)结构-功能图像配准:将每位受试者的T1结构像与功能像进行共配准。随后,采用SPM12的New Segment+基于指数化李代数的微分同胚解剖配准(Diffeomorphic Anatomical Registration Through Exponentiated Lie Algebra, DARTEL)方法,将T1结构像分割为灰质、白质及脑脊液。(6)DARTEL模板生成与空间标准化:基于全部63例受试者的T1结构像,利用DARTEL算法生成组水平模板。随后,将分割得到的组织图像配准至该模板,并应用于功能像,最终将所有功能像标准化至蒙特利尔神经科学研究所(Montreal Neurological Institute, MNI)标准空间,并重采样至体素大小为3 mm×3 mm×3 mm。(7)空间平滑:运用半高宽为6 mm的各向同性高斯核对标准化后的功能图像进行空间平滑处理。(8)去线性漂移:移除因机器长时间工作或被试疲劳引起的低频线性趋势。(9)协变量回归:采用多重线性回归方法剔除白质信号、脑脊液信号以及基于Friston-24模型计算的头动参数等协变量对血氧水平依赖(blood oxygenation level-dependent, BOLD)信号的影响,本研究未进行全局信号回归(global signal regression, GSR),亦未进行基于逐帧位移(framewise displacement, FD)的坏时间点剔除(FD-based scrubbing)。

1.4 fALFF分析

       运用脑影像数据处理与分析(Data Processing & Analysis of Brain Imaging, DPABI,https://rfmri.org/DPABI)工具包进行fALFF计算,在此之前,需要运用半高宽为6 mm的各向同性的高斯核对图像进行空间平滑处理,以提高信噪比,最终将标准化后的fALFF进行统计分析。本研究采用DPABI工具包的默认参数,低频波动频率范围为0.01~0.08 Hz,fALFF定义为该低频段功率谱与整个频段(0~0.25 Hz)功率谱的比值。

1.5 ReHo分析

       同样运用DPABI工具箱进行ReHo计算,本研究采用DPABI工具包的默认参数,邻域大小为27个体素(即3×3×3体素立方体),ReHo值定义为该邻域内所有体素时间序列的肯德尔和谐系数。对于计算得到的ReHo值,选择半宽度为6 mm的高斯核对ReHo图像行空间平滑,以提高信噪比。

1.6 MRS图像采集

       所有MRS图像均使用荷兰飞利浦3.0 T MRI扫描仪(Ingenia I, Best, Netherlands)采集,并使用15通道头线圈进行信号接收。首先采集T1加权快速场回波序列,以辅助波谱体素的定位。该序列的采集参数如下:TR 6.9 ms,TE 3.48 ms,FOV 256 mm×256 mm,FA 8°。分别将大小为2.8 cm×2.8 cm×2.8 cm和3 cm×3 cm×3cm的感兴趣区(region of interest, ROI)置于左内侧前额叶皮层和楔前叶区域,定位图如图1所示。两处体素大小依据各自靶区解剖形态进行微调,Lm-PFC毗邻额窦以避免磁敏感伪影,PCu区域皮质宽大以保证信噪比。这两个特定ROI的选择基于先前文献[10],但根据本研究的目的对ROI的大小进行了修改。MEGA-PRESS序列的采集参数为:TR 2000 ms,TE 68 ms,采集带宽2000 Hz,平均信号采集次数为320次,并采集8个无水抑制的平均信号作为参照;MEGA-PRESS编辑脉冲采用幅度调制射频脉冲,编辑脉冲持续时间为14 ms。编辑脉冲频率在ON状态设置为1.9 ppm,在OFF状态设置为7.46 ppm。为抑制与大分子(macromolecules, MM)的共编辑信号,另采集一组编辑脉冲频率对称设置(ON/OFF=1.9/1.5 ppm)的MM抑制扫描。水抑制采用化学位移选择饱和脉冲进行。此外,扫描采用了基于投影映射的快速自动匀场技术(fast automatic shimming technique by mapping along projections, FASTMAP)进行B0场匀场以确保水半高宽小于10 Hz,随后进行MRS谱线采集。

图1  左内侧前额叶皮层(Lm-PFC)和楔前叶(PCu)的磁共振波谱(MRS)感兴趣区(ROI)定位图及代表性能谱图。定位图(1A~1C)及谱线图(1E~1G)分别展示了在T1 加权快速场回波图像的冠状位、矢状位及轴位上,Lm-PFC和PCu 的MRS ROI 定位。图1D和1H则分别呈现了从Lm-PFC 和PCu 的ROI 获取的γ - 氨基丁酸与大分子的复合信号(GABA+)和谷氨酸-谷氨酰胺复合物(Glx)谱线,图中data(蓝色曲线)和mode(l 红色曲线)分别代表了原始数据和模型,重叠部分越多代表拟合程度越好,拟合误差越小。
Fig. 1  Magnetic resonance spectroscopy (MRS) regions of interest (ROI) placements and representative spectra of the left medial prefrontal cortex (Lm-PFC) and precuneus (PCu). Localization of ROI and representative spectra. The localization maps (1A−1C) and spectra (1E−1G) show the positioning of the MRS ROI in the Lm-PFC and PCu on coronal, sagittal, and axial views of T1-weighted fast field echo images, respectively. 1D and 1H present the gamma-aminobutyric acid combined signal relative to creatine (GABA+) and glutamate-glutamine complex (Glx) spectra acquired from the Lm-PFC and PCu ROI, respectively. In each spectrum, the blue curve (data) and red curve (model) represent the raw data and the fitted model; greater overlap between the two curves indicates better fitting quality and lower fitting error.

1.7 MRS图像处理

       采用MRIcron软件(MRIcron: Tool/Resource Info)将DICOM格式文件转换为NIfTI格式。使用Gannet 3.0版软件(GitHub-richardedden/Gannet3.0)[11]应用高斯曲线拟合GABA+、Glx、GABA+/Cr及Glx/Cr。之所以计算GABA+/Cr或Glx/Cr,是因为研究发现以肌酸(creatine, Cr)作为参照的方法优于以水为参照的方法[12]。仅将拟合误差小于15%的受试者数据纳入后续统计分析[11]。需要说明的是,本研究所用Gannet 3.0软件的量化框架基于残差拟合算法,其输出的拟合误差定义为拟合残差标准差与代谢物峰面积之比,其功能等价于Cramér-Rao下界(Cramér-Rao Lower Bound, CRLB)所反映的代谢物浓度估计不确定度。Gannet软件本身不直接输出CRLB值。既往研究表明,GABA+编辑数据的拟合误差<15%即可获得可靠的代谢物定量结果。因此,拟合误差<15%作为本研究的质控标准符合领域内公认的实践规范。对各组间的拟合质量指标分布情况进行比较,以确认拟合质量无显著组间差异,具体数值详见“结果”部分。采用统计参数图软件(SPM12, ucl.ac.uk)对所有受试者的T1-TFE三维结构像进行分割,重现脑内ROI,并获取大脑三个主要组成部分——灰质、白质和脑脊液的体积数据。为评估部分容积效应对MRS代谢物定量的影响,本研究基于SPM12分割获得的灰质、白质及脑脊液体积分数,计算各ROI内各组织的体积占比,确认有无组间差异。

1.8 统计分析

       本研究采用SPSS 27.0版统计软件对数据进行分析。首先,采用Shapiro-Wilk检验评估连续变量的正态性。对于符合正态分布的连续变量,组间比较采用单因素方差分析;对于不符合正态分布的变量,采用Kruskal-Wallis检验,并采用Bonferroni进行事后两两比较。分类变量的比较采用卡方检验。在全脑体素水平的相关性分析中,将各ROI的Glx/GABA+比值作为协变量,基于DPABI工具包与全脑fALFF图进行逐体素的皮尔逊相关分析,并采用GRF校正(体素水平P<0.001,聚类水平P<0.05)控制多重比较。此外,为验证全脑分析结果的稳健性,提取显著差异脑区内的平均fALFF值,在SPSS中与Glx/GABA+比值进行Pearson相关分析;同时采用Pearson相关分析评估Glx/GABA+比值及fALFF值与神经心理学评分(MMSE、MoCA)之间的相关性。所有检验均为双侧检验,P<0.05被认为差异具有统计学意义。

       采用单因素方差分析(analysis of variance, ANOVA)比较三组间MRS扫描的数据差异。鉴于本研究涉及2个感兴趣区和3个代谢物指标,一共6次独立ANOVA检验,采用Bonferroni法进行多重比较校正,将显著性阈值设定为α=0.05/6≈0.008。对于ANOVA主效应显著者,进一步进行Bonferroni事后两两比较(校正后α=0.008)。

       基于DPABI工具包,首先进行三组间的ANOVA主效应检验,若ANOVA主效应在全脑体素水平经校正后未达到显著统计学阈值,则进一步进行两两组间的独立样本t检验作为探索性事后分析以分析出存在fALFF及ReHo差异的脑区,将年龄、性别、受教育年限及头动作为协变量以去除其影响,此分析策略为探索性事后分析,所得结果需在独立验证样本中加以确认。通过高斯自由场校正(Gaussian random field correction, GRF)对统计图进行校正,限定体素水平显著性:P<0.001,聚类水平显著性:P<0.05。采用自动解剖标记图谱第三版(Automated Anatomical Labelling Atlas 3, AAL3)对显著差异脑区进行报告。提取全脑差异脑区fALFF及ReHo的均值,与存在差异的组别所对应的Glx/GABA+比值以及神经心理学量表得分进行相关性分析,同样采用GRF校正,体素水平P<0.001,聚类水平P<0.05(双尾),对于两个ROI分别进行的全脑fALFF相关分析,鉴于涉及两个独立ROI,本研究进一步对该全脑相关分析的聚类水平显著性阈值行跨ROI Bonferroni校正,校正后α=0.05/2=0.025。该部分分析定位为探索性全脑体素相关分析,所得结果需在独立大样本中予以验证,尚不视为确定性结论。P<0.05被认为差异具有统计学意义。

       需要说明的是,本研究为探索性设计,受限于MRS扫描时长及严格的多模态质控标准,未在试验前进行严格的先验样本量估算。为评估本研究主要发现的统计学稳健性,我们针对组间fALFF差异进行了事后统计效能分析。鉴于全脑体素分析的峰值t值可能受极端值影响而高估效应量,我们采用更为保守的区域均值提取策略:将DPABI识别的左侧角回差异脑区作为独立ROI,提取该区域内所有体素的平均fALFF值,并在SPSS中进行组间比较。结果显示,AD组与NC组在该区域平均fALFF值上的差异为t=-2.039,df=31,P=0.05,对应的效应量Cohen's d=0.490。采用G*Power 3.1软件,以双侧检验、α=0.05、检验效能1-β=0.80为参数,代入该效应量及两组样本量比例(NC组/AD组=19/14≈1.36),计算所得每组所需最小样本量约为42例。本研究中AD组(n=14)与NC组(n=19)的实际样本量虽未达到该估算阈值,提示统计效能存在一定不足,假阴性风险不可忽视。同时,AD组的头动标准剔除率为36.4%,高于MCI及NC组,对剔除组和保留组的MMSE以及MoCA评分,即代表AD患者认知的临床数据,进行独立样本t检验后,结果显示,剔除者与保留者在MMSE(P=0.361),MoCA(P=0.885)均未表现出显著的统计学差异,这提示,尽管AD组剔除率较高,但剔除并非选择性地排除了病情最重或认知最差的患者,未造成严重的临床特征选择偏倚。

2 结果

2.1 人口统计学及神经心理学数据

       本研究共纳入AD患者22例,MCI患者19例,NC 22例。rs-fMRI分析部分因头动去除部分被试,纳入的人数为:AD患者14例,MCI患者15例,NC 19例;人口统计学结果显示,无论是MRS全分析集的63例被试,抑或是多模态关联分析集的48例被试,三组之间在年龄、性别、受教育年限上差异均无统计学意义(P>0.05),而在MMSE和MoCA评分上差异有统计学意义(P<0.05),具体的人口基线数据见表1。

表1  人口统计学及神经心理学数据
Tab. 1  Demographic and neuropsychological baseline data

2.2 fALFF与ReHo的三组间ANOVA

       三组间全脑体素水平的ANOVA主效应检验(GRF校正,体素水平P<0.001,聚类水平P<0.05)未发现显著脑区。在此基础上,为初步探索AD组与NC组的潜在差异脑区,我们进行了探索性事后两两t检验。以下结果应视为探索性发现。

2.3 fALFF的组间差异

       MCI组与NC组相比,fALFF值差异无统计学意义(P>0.05);AD组与NC组相比,左侧角回fALFF值降低(P<0.05),差异有统计学意义(图2、表2)。MCI组与AD组相比,fALFF值差异无统计学意义(P>0.05)。

图2  AD组与NC组fALFF差异脑区分布及t检验图。蓝色表示与NC组相比,AD组左侧角回fALFF值降低(双样本t检验,GRF校正,体素水平P<0.001,聚类水平P<0.05,双尾)。颜色条表示t值。AD:阿尔茨海默病;NC:正常对照;fALFF:低频振幅分数;MCI:轻度认知障碍;R:右;L:左。
Fig. 2  Brain regions with fALFF differences between the AD group and NC group, and corresponding t-test maps. Decreased fALFF in the left angular gyrus in the AD group compared with the NC group (blue regions). Two-sample t-test, GRF correction, voxel-level P < 0.001, cluster-level P < 0.05, two-tailed. The color bar represents t-values. AD: Alzheimer's disease; NC: normal control; fALFF: fractional amplitude of low-frequency fluctuation; MCI: mild cognitive impairment; R: right; L: left.
表2  AD组与NC组间fALFF差异脑区
Tab. 2  Brain regions showing significant fALFF differences between the AD and NC groups

2.4 ReHo的组间差异

       MCI组与NC组相比,ReHo值差异无统计学意义(P>0.05);AD组与NC组相比,ReHo值差异无统计学意义(P>0.05);MCI组与AD组相比,ReHo值差异无统计学意义(P>0.05)。

2.5 拟合误差的组间差异

       ANOVA显示AD组、MCI组、NC组间Lm-PFC、PCu的GABA+/Cr以及Glx/Cr的拟合误差差异均无统计学意义(F=0.209、0.724、0.184、2.186,P>0.05),见表3。

表3  GABA+/Cr与Glx/Cr拟合误差组间差异
Tab. 3  Intergroup differences in fitting errors of GABA+/Cr and Glx/Cr

2.6 ROI的灰质、白质、脑脊液的组间差异

       ANOVA显示AD组、MCI组、NC组间Lm-PFC、PCu的灰质、白质及脑脊液差异均无统计学意义(F=2.753、2.378、1.858、0.652、1.801、0.231,P>0.05;表4)

表4  各ROI体素内灰质、白质及脑脊液体积分数的组间比较(含Bonferroni事后检验)
Tab. 4  Intergroup comparisons of GM, WM, and CSF volume fractions within each ROI, with Bonferroni post-hoc tests

2.7 GABA+/Cr、Glx/Cr、Glx/GABA+的组间差异

       ANOVA显示,三组间两个ROI的GABA+/Cr、Glx/Cr及Glx/GABA+(Glx/Cr/GABA+/Cr)差异有统计学意义(P<0.001)。上述MRS组间差异经Bonferroni校正(6次检验,校正后α=0.008)后,AD组与NC组及MCI组之间的差异仍均具有统计学意义。具体而言,AD组两个脑区的GABA+/Cr水平均显著低于NC组和MCI组(P<0.001),而NC组与MCI组差异无统计学意义(P>0.05);AD组两个脑区的Glx/Cr和Glx/GABA+均显著高于NC组和MCI组(P<0.001),MCI组和NC组间差异无统计学意义(P>0.05)(表5,图3)。

图3  GABA+/Cr、Glx/Cr及Glx/GABA+水平的组间差异箱式图。3A~3B分别表示左侧内侧前额叶和楔前叶的GABA+/Cr在三组间的差异;3C~3D分别表示左侧内侧前额叶和楔前叶的Glx/Cr在三组间的差异;3E~3F分别表示左侧内侧前额叶和楔前叶的Glx/GABA+比值在三组间的差异。*:P<0.05,**:P<0.01,***:P<0.001,****:P<0.000 1,均经Bonferroni校正。GABA+:γ-氨基丁酸与大分子的复合信号;Cr:肌酸;Glx:谷氨酸和谷氨酰胺复合物;NC:正常对照;MCI:轻度认知障碍;AD:阿尔茨海默病;Lm-PFC:左侧内侧前额叶皮层;PCu:楔前叶。
Fig. 3  Box plots showing intergroup differences in GABA+/Cr, Glx/Cr, and Glx/GABA+ levels. 3A−3B show the differences in GABA+/Cr among the three groups for the left medial prefrontal cortex (Lm-PFC) and precuneus (PCu), respectively. 3C− 3D show the differences in Glx/Cr among the three groups for the Lm-PFC and PCu, respectively. 3E−3F show the differences in the Glx/GABA+ ratio among the three groups for the Lm-PFC and PCu, respectively. * : P < 0.05, ** : P < 0.01, ***: P < 0.001, ****: P < 0.000 1, Bonferroni-corrected. GABA+: gamma-aminobutyric acid combined signal relative to creatine; Glx: glutamate-glutamine complex; NC: normal control; MCI: mild cognitive impairment; AD: Alzheimer's disease; Lm-PFC: left medial prefrontal cortex; PCu: precuneus.
表5  GABA+/Cr、Glx/Cr及Glx/GABA+的组间差异
Tab. 5  Intergroup differences in GABA+/Cr, Glx/Cr, and Glx/GABA +ratio

2.8 以水为参照的代谢物浓度验证分析

       为进一步验证以Cr作为内标的可靠性,本研究补充了以水信号为内标的GABA+及Glx绝对浓度的三组间比较(表6)。ANOVA显示,AD组在两个ROI的GABA+水参照浓度均显著低于NC组及MCI组(P均<0.001),而NC组与MCI组之间差异无统计学意义(P>0.05)。相反,AD组在两个ROI的Glx水参照浓度均显著高于NC组及MCI组(P均<0.001),NC组与MCI组之间差异亦无统计学意义(P>0.05)。上述以水为参照的验证结果与以Cr为参照的比值分析结果(表6)方向完全一致。

表6  以水为参照的代谢物浓度组间差异
Tab. 6  Intergroup comparisons of water-referenced metabolite concentrations

2.9 Glx/GABA+与fALFF的相关性分析

       48例多模态关联分析集的被试经组间差异性分析,AD组与NC组的左侧角回的fALFF值有显著差异,因此以左侧角回为ROI,提取两组间该脑区fALFF值与Glx/GABA+做相关性分析。结果显示,AD组的Lm-PFC和PCu的Glx/GABA+与左侧角回的fALFF值之间无显著相关性,NC组同样没有相关性(r=-0.067 9、-0.088 3、-0.275 1、0.491 6,P>0.05)(图4,表7)。为了进一步找到AD组与NC组的全脑的fALFF与ROI的Glx/GABA+之间是否存在相关性,NC组与AD组的全脑fALFF结果分别与其对应的两个ROI的Glx/GABA+做相关性分析,结果显示,AD组的fALFF结果与其两个ROI的Glx/GABA+没有相关性;NC组的PCu区域的Glx/GABA+与右侧颞上极、左侧直回、右侧小脑Crus Ⅲ区的fALFF呈负相关(r=-0.947 1、-0.852 5、-0.889 5,体素水平P<0.001,聚类水平P<0.05),经跨ROI Bonferroni校正(α=0.025)后,由于原始聚类P值均<0.001,远小于校正阈值,因此上述脑区聚类的统计学显著性未发生改变,表明该相关性结果具有良好的统计学稳健性。如表8、图5所示。

2.9.1 ROI验证分析

       为排除DPABI全脑分析中峰值体素r值可能受单个体素极端值影响的问题,本研究进一步提取了三个显著相关脑区,右侧颞上极、左侧直回、右侧小脑Crus Ⅲ区在6 mm球形ROI内的平均fALFF值,并与PCu的Glx/GABA+比值重新进行了Pearson相关分析。三个脑区的平均fALFF值与PCu的Glx/GABA+比值均呈显著负相关,右侧颞上极:r=-0.785 5,P<0.000 1,95% CI:-0.913 7~-0.515 0,R2=0.617 0,左侧直回:r=-0.602 1,P=0.006 4,右侧小脑Crus Ⅲ区:r=-0.506 7,P=0.026 8,见表9、图6。此外,库克距离分析显示,三个ROI的库克距离最大值分别为右侧颞上极0.346、右侧小脑Crus Ⅲ区0.531、左侧直回0.266(表10),均远小于1。

图6  ROI 与PCu 的Glx/GABA+比值的相关性散点图。6A~6C 分别是右侧颞上极、左侧直回、右侧小脑脚3 区与PCu 的Glx/GABA+比值相关性的散点图。ROI:感兴趣区域;PCu:楔前叶;Glx:谷氨酸和谷氨酰胺复合物;GABA+:γ-氨基丁酸与大分子的复合信号。
Fig. 6  Scatter plots of correlations between Glx/GABA+ ratio in PCu and ROIs. 6A-6C: Scatter plots showing correlations between Glx/GABA+ ratio of the precuneus (PCu) and fALFF from the right superior temporal pole, left straight gyrus, and right cerebellar peduncle Ⅲ, respectively. ROI: region of interest; PCu: precuneus; Glx: glutamate-glutamine complex; GABA+: gamma-aminobutyric acid combined signal relative to creatine.
表9  各ROI与PCu的Glx/GABA+的相关性分析统计值
Tab. 9  Correlation statistics between each ROI and the PCu Glx/GABA+ ratio
表10  各ROI相关分析的库克距离汇总统计
Tab. 10  Summary statistics of Cook's Distance for correlation analyses in each ROI
图4  NC组中Lm-PFC与PCu的Glx/GABA+比值与左侧角回fALFF值的相关性散点图。四幅散点图(4A~4B:NC组;4C~4D:AD组)均显示无线性相关(P均>0.05)。NC:正常对照;Lm-PFC:左内侧前额叶皮层;PCu:楔前叶;GABA+:γ-氨基丁酸与大分子的复合信号;Glx:谷氨酸和谷氨酰胺复合物;fALFF:分数低频振幅;AD:阿尔茨海默病。
Fig. 4  Scatter plots of correlations between the Glx/GABA+ ratio in the Lm-PFC and PCu and fALFF values in the left angular gyrus in the NC group Scatter plots of correlations between fALFF in the left angular gyrus and the Glx/GABA+ ratio in the Lm-PFC and PCu. The four scatter plots (4A-4B: NC group, n=19; 4C-4D: AD group, n = 14) all show dispersed data points without significant linear correlations (all P > 0.05). NC: normal control; Lm-PFC: left medial prefrontal cortex; PCu: precuneus; GABA+: gamma-aminobutyric acid combined signal relative to creatine; Glx: glutamate-glutamine complex; fALFF: fractional amplitude of low-frequency fluctuation; AD: Alzheimer's disease.
图5  NC组中PCu的Glx/GABA+比值与右侧颞上极、左侧直回及右侧小脑Crus Ⅲ区fALFF值的相关性分析。5A:NC组的楔前叶Glx/GABA+与右侧颞上极、左侧直回、右侧小脑Crus Ⅲ区的fALFF呈负相关(GRF校正,体素水平P<0.001,聚类水平P<0.05,双尾),蓝色颜色条表示相关性系数r值;5B:上下两张图分别是用右侧颞上极和左侧直回作为感兴趣区提取NC组被试平均fALFF后与PCu的Glx/GABA+做相关性分析得到的散点图。NC:正常对照;PCu:楔前叶;Glx:谷氨酸和谷氨酰胺复合物;GABA+:γ-氨基丁酸与大分子的复合信号;fALFF:分数低频振幅;L:左;R:右。
Fig. 5  Correlation analysis between the Glx/GABA+ ratio in PCu and fALFF values of the right superior temporal pole, left straight gyrus and right cerebellar Crus Ⅲ in the NC group. 5A: In the NC group, the Glx/GABA+ of the PCu is negatively correlated with fALFF in the right superior temporal pole, left straight gyrus and right cerebellar Crus Ⅲ (GRF correction, voxel-level P < 0.001, cluster-level P < 0.05, two-tailed). The blue color bar represents correlation coefficient r. 5B: The upper and lower plots are scatter plots of correlation analyses between the extracted mean fALFF (with regions of interest at the right superior temporal pole and left straight gyrus, respectively) and PCu Glx/GABA+ in NC subjects. NC: normal control; PCu: precuneus; Glx: glutamate-glutamine complex; GABA+: gamma-aminobutyric acid combined signal relative to creatine; fALFF: fractional amplitude of low-frequency fluctuation; L: left; R: right.
表7  左侧角回平均fALFF值与各ROI的Glx/GABA+比值相关分析的统计值
Tab. 7  Statistical values of correlation analyses between mean fALFF in the left angular gyrus and Glx/GABA+ ratio of each ROI
表8  NC组全脑fALFF值与PCu的Glx/GABA+的相关性脑区
Tab. 8  Correlated brain regions between whole-brain fALFF values and the PCu Glx/GABA ratio in the NC group

2.10 fALFF及Glx/GABA+与神经心理学数据相关性分析

       NC组的右侧颞上极与左侧直回提取出的每个被试的平均fALFF分别与神经心理学量表(MMSE和MoCA)评分做相关性分析,结果显示无相关性(P>0.05);AD组、MCI组、NC组的左内侧前额叶和楔前叶的Glx/GABA+分别与MMSE和MoCA量表评分做相关性分析,结果显示三组的ROI Glx/GABA+与神经心理学量表评分之间均无相关性(P>0.05)。

3 讨论

       本研究联合MEGA-PRESS序列与静息态功能MRI,从神经代谢与脑功能活动两个维度系统探讨了AD及MCI患者DMN核心节点的E/I相关代谢物稳态与全脑静息态脑功能及认知功能的关系。主要发现包括:(1)AD组左侧角回fALFF显著降低,提示局部自发活动减弱;(2)AD组Lm-PFC及PCu的Glx/Cr水平显著升高、GABA+/Cr水平显著降低,Glx/GABA+比值显著升高,提示E/I相关代谢物稳态向兴奋性偏移,且该结果在以水为参照的绝对浓度验证中方向一致;(3)生理状态下,NC组PCu的Glx/GABA+与右侧颞上极、左侧直回、右侧小脑Crus Ⅲ区的fALFF呈显著负相关,而该关联在AD组中消失;(4)上述fALFF指标及三组ROI的Glx/GABA+与MMSE、MoCA评分均无显著相关。与既往多采用单一模态的研究不同,本研究通过MRS与rs-fMRI的跨模态整合,在同一批被试中直接探讨局部神经递质稳态与远端脑功能活动之间的潜在关联,为理解AD相关的E/I失衡及网络稳态失调提供了新的多模态影像学视角。

3.1 AD患者DMN核心节点的局部自发活动减弱

3.1.1 左侧角回fALFF降低及其病理意义

       静息态脑功能分析显示,AD组的左侧角回fALFF值较NC组显著降低,提示该脑区自发活动强度减弱,这与既往研究结果保持一致[13]。角回作为DMN的核心枢纽之一,参与情景记忆提取、语义加工及心智理论等高级认知功能[14],该区域自发活动的减弱,反映了AD病理对DMN核心节点的损害[13]。从病理机制上看,研究证实 DMN核心节点的空间分布与Aβ的早期沉积模式高度重合[15]。角回作为DMN后部的核心节点,是Aβ的易感区域。因此,fALFF降低很可能直接反映了Aβ毒性或tau蛋白累积所导致的局部神经元功能减退[16]。

3.1.2 ReHo三组间阴性结果的可能解释

       三组间全脑ReHo未见差异。这一阴性结果可能受多方面因素影响。首先,本研究rs-fMRI分析集样本量较为有限,统计效能相对不足可能是未能检测到ReHo组间差异的重要原因之一。其次,ReHo在AD研究中的改变模式存在较大异质性。近期一项研究显示,AD及MCI患者中ReHo的改变既有升高也有降低,且不同研究之间的结果一致性有限[17]。从病理生理学角度看,ReHo侧重于反映局部神经活动的同步性而非活动强度[6]。AD病理可能首先影响活动强度,随进展而影响活动同步性。既往研究也提示,不同的影像指标在AD漫长病程中的变化轨迹可能存在异质性,仅凭单一的指标难以捕捉疾病的全貌[18]。此外,MCI及AD阶段的许多脑区仍可能处于功能代偿阶段,神经同步性仍保持一致[17, 19]。

3.2 AD患者DMN核心节点E/I相关代谢物稳态向兴奋性偏移

3.2.1 Glx/Cr升高及其方法学解释边界

       MRS分析显示,AD组Lm-PFC及PCu的Glx/Cr水平显著高于NC组和MCI组。在解读这一发现时,需首先明确MRS所检测的Glx是谷氨酸及其代谢前体谷氨酰胺的复合信号[20, 21]。反映了包括神经递质循环、代谢池及胶质细胞活动在内的综合信息[20]。而非突触间隙谷氨酸浓度的直接测量。在此方法学边界内,Glx已被广泛接受为反映局部脑区兴奋性神经递质活动的可靠间接指标[22]。AD患者Glx/Cr水平的升高,可以提示局部兴奋性神经递质系统活动的相对增强,这一发现与Aβ可抑制星形胶质细胞对谷氨酸的摄取,导致突触间隙谷氨酸累积,进而引发兴奋性毒性的文献结果方向一致[23, 24]。但需强调的是,由于MRS无法直接检测突触间隙的谷氨酸浓度,本研究的Glx数据尚不能直接证实突触水平谷氨酸升高的存在,上述解释仍属于基于文献的机制性推测。也有研究报道AD患者谷氨酸水平具有较大异质性,可能升高、降低或无明显变化,这可能与感兴趣脑区、疾病阶段及MRS采集参数不同有关[25]。

3.2.2 GABA+/Cr降低及其可能机制

       AD组GABA+/Cr水平的降低同样值得关注。GABA是中枢神经系统最主要的抑制性神经递质,主要由GABA能中间神经元合成和释放[26]。AD患者GABA+/Cr降低的可能机制包括:GABA能中间神经元的选择性丢失、谷氨酸脱羧酶活性下调导致的GABA合成减少、或胶质细胞对GABA的摄取和代谢改变等[27, 28]。

3.2.3 Glx/GABA+比值升高的综合意义

       Glx/Cr升高与GABA+/Cr降低并存,共同支撑了Glx/GABA+比值在AD组中的显著升高,提示E/I相关代谢物稳态向兴奋性偏移。需要再次强调,该比值反映的是局部脑区兴奋性与抑制性代谢物的稳态浓度,而非突触间隙动态E/I平衡的直接测量,因此更宜作为局部E/I代谢状态的间接指标。

3.3 生理状态下PCu的E/I平衡对远端DMN节点的负相关及其在AD中的消失

3.3.1 左侧角回种子点分析未发现显著线性相关

       为探究局部神经E/I相关代谢物稳态与静息态脑功能活动的关联。我们首先将差异脑区左侧角回作为种子点,分析其fALFF值与两个ROI的Glx/GABA+的相关性,未发现显著关联,提示两者并非简单的线性关联[29]。

3.3.2 全脑fALFF与PCu Glx/GABA+的负相关

       随后进一步对全脑fALFF与其感兴趣区域的Glx/GABA+做相关分析,发现NC组的PCu的Glx/GABA+与右侧颞上极、左侧直回、右侧小脑Crus Ⅲ区的fALFF呈负相关,需要明确的是,上述脑区的检出基于全脑体素水平的探索性相关分析,而非先验假设的ROI分析。

3.3.3 ROI验证与稳健性分析

       为了进一步验证上述相关性是否由异常值或特定体素驱动,本研究进行了多项敏感性分析。首先,虽然基于ROI分析的相关系数较全脑分析的峰值体素r值有所下降,但方向和显著性均未改变,这提示观察到的相关性反映的是真实的区域性效应,而非由单一异常体素驱动。其次,库克距离分析显示,三个ROI的最大值均远小于1,这表明本研究数据中不存在对回归系数产生过度影响的强影响点,排除了异常值驱动相关结果的顾虑。上述结果共同证实了生理状态下PCu局部E/I平衡与远端DMN节点自发活动负向关联的稳健性。虽然效应量较大,且ROI验证分析进一步确认了相关性的稳健性,但受限于NC组样本量(n=19),该探索性发现仍需在独立大样本中进行验证,以避免潜在的假阳性风险。

3.3.4 相关脑区的DMN属性及结构基础

       尽管如此,上述脑区均为DMN的重要组成节点,在认知功能中同样扮演着不可或缺的角色[30, 31]。具体而言,右侧颞上极在一项基于独立成分分析的DMN图谱研究中被识别为DMN的前腹侧节点[32],更为重要的是,近期基于纤维显微解剖及纤维追踪技术的研究证实,楔前叶后部区域与颞极区域之间存在通过扣带束第五亚组分,即海马旁扣带束实现的直接轴突连接[33],为PCu与颞上极之间的功能耦合提供了结构基础。而左侧直回作为内侧前额叶皮层的组成部分,有研究已证实直回与后扣带/楔前叶之间存在显著的功能连接[34]。右侧小脑Crus Ⅲ区属于小脑DMN的组成部分,研究证实小脑Crus I/Ⅲ区域与后扣带/楔前叶之间存在密切的静息态功能连接[35]。

3.3.5 AD组关联消失的审慎解释

       在NC组中的关联,在AD组中消失。这种生理状态下存在而病理状态下耦合消失的对比模式说明,在生理状态下,大脑可能存在了一种精细的稳态调节机制,即PCu局部E/I平衡通过网络内功能连接对远端节点自发活动进行负向调控[8, 36, 37]。而在AD组中该相关性消失,可能与多种因素有关:一方面,AD患者脑内病理异质性增加可能导致代谢物与脑功能指标之间的关系变得复杂[38];另一方面,AD组样本量相对有限统计效能不足可能使得中等强度的相关性难以被检测到。因此AD中该相关性消失应审慎解读,尚不能直接推断为“耦合被破坏”。但也提示是否在病理状态下E/I失衡可能破坏了这种精细的负反馈调节机制,导致网络稳态失调[39, 40],其背后机制有待进一步验证。

3.4 Glx/GABA+比值与认知功能的相关性缺失及标志物价值分层

3.4.1 认知量表相关性阴性结果

       为建立神经网络平衡与认知功能的关联,对NC组左侧直回、右侧颞上极的fALFF以及三组两个ROI的Glx/GABA+比值与MMSE、MoCA评分进行相关分析,均未见统计学相关性。fALFF的阴性结果可能受限NC组样本量较小,统计效能有限,难以检测到相关性[41]以及单一指标难以全面反映复杂且多维度整合的认知过程[18]等因素。提示未来研究需在更大样本中结合多模态指标进一步验证。Glx/GABA+的阴性结果则表明,尽管Glx/GABA+能更全面地反映E/I平衡状态,但作为兴奋性与抑制性成分的比值,可能掩盖了单一成分与认知的特异性关联[25, 42, 43]。部分研究表明,GABA+而非Glx/GABA+比值,与老年人群的认知表现关系更为直接[36]。

3.4.2 MRS测量效度与部分容积效应

       更重要的是,需从MRS技术测量效度的角度对阴性结果进行反思。首先,本研究所用MRS体素体积约为21.95~27.00 cm³,不可避免地包含了靶区灰质以外的白质及脑脊液成分。由于Glx与GABA+在灰质、白质及脑脊液中的浓度分布存在显著差异,部分容积效应可能显著稀释了灰质特异性神经递质信号的真实效应量,从而削弱了Glx/GABA+比值与fALFF及认知评分之间检测相关性的敏感度[21, 22];其次,本研究所用的3 T场强MEGA-PRESS序列虽为目前GABA+活体检测的主流方案,但GABA+信号在3 T下的固有信噪比相对较低,个体间的拟合变异性较大[11, 12],这种测量层面的随机误差可能掩盖了真实的生理性关联,使Glx/GABA+比值难以精准捕捉与认知行为或脑功能指标之间的精细映射关系;最后,需认识到Glx/GABA+比值反映的是一种“稳态代谢池”的相对浓度信息,而非突触间隙中神经递质释放、再摄取及受体结合等动态E/I平衡过程的实时状态[20, 44]。因此,该比值的偏移可能更多地体现为神经网络基础稳态的“设定点”改变,而非直接编码当前认知加工的神经计算状态,这可能是其与静息态脑功能活动及认知量表评分之间未呈现线性关联的根本原因之一。

3.4.3 状态性标志物与替代性标志物

       值得注意的是,本研究中Glx/GABA+比值与fALFF及认知量表评分均未呈现显著线性相关。对此,需从生物标志物的功能分层角度予以理解:生物标志物至少包含“替代性标志物”与“状态性标志物”两种角色。前者需与功能结局或认知评分存在明确线性映射;而后者主要反映疾病特定阶段的病理生理状态[45],其核心价值在于组间区分能力。本研究中Glx/GABA+在Lm-PFC及PCu均表现出AD组与NC/MCI组的显著差异,效应量大,提示其作为反映AD临床阶段E/I相关代谢稳态失衡的状态性参考指标具有稳健的统计学基础,而非必须作为认知功能的替代性标志物。与既往MRS研究相比,本研究的Glx/GABA+升高方向与部分文献中AD患者特定脑区兴奋性代谢物水平异常升高的报道一致[46],但其与功能及认知指标的弱相关性亦与部分研究中的观察相符[47],提示E/I代谢稳态改变与认知功能之间可能通过更复杂的网络机制间接关联,单纯线性相关分析可能难以全面捕捉其病理生理意义。进一步而言,本研究所称“影像学参考指标”并非意指Glx/GABA+可独立预测个体认知表现或替代神经心理学量表。参考指标的临床意义需从其区分效度与关联效度两个维度分别审视。本研究存在稳健的三组间差异,但缺乏与认知及功能指标的相关性。这种“分离现象”在神经退行性疾病影像学研究中并不罕见——部分结构影像指标在AD与NC组间差异显著,但与同期MMSE的相关性可能较弱[48]。因此,Glx/GABA+在现阶段更宜被定位为反映AD临床阶段E/I相关代谢状态改变的探索性群体水平参考指标,而非个体化认知评估工具。

3.4.4 以水为参照验证及内标稳定性

       此外,在代谢物量化层面,本研究以水为参照的验证结果与以Cr为参照的比值分析结果方向完全一致,这提示Cr作为内标在本研究样本中具有良好的稳定性,未对核心结论产生实质性偏倚。结合上述ROI验证与库克距离分析,进一步支持了本研究中PCu局部E/I平衡与远端DMN节点自发活动负向关联的稳健性。

3.5 局限性

3.5.1 诊断标准与病理验证不足

       AD诊断依据临床标准,缺乏病理学金标准验证,未来需纳入PET或脑脊液生物标志物证实的病例。

3.5.2 MRS技术局限

       中低场强MRS无法区分谷氨酸与谷氨酰胺,Glx为复合信号,未来可采用高场强MRS进一步提升代谢物分辨力。

3.5.3 样本量、单中心横断面设计与非连续入组

       样本量较小且为单中心横断面设计,且采用非连续纳入策略,可能引入选择性偏倚,限制了结果的普适性和因果推断能力。该非连续入组策略主要源于两方面限制:其一,MRI设备的研究专用机时有限,无法在临床常规扫描间隙开展长时间的MRS序列采集。其二,MEGA-PRESS波谱序列采集耗时较长,AD患者因认知功能受损常伴有注意力不集中或轻微焦虑,部分受试者难以配合完成全部扫描序列,因此研究团队在入组时需兼顾患者耐受性与配合度,未能实现严格意义上的时间连续性入组。特别是rs-fMRI分析中AD组因头动排除比例较高,这可能使纳入分析的样本偏向病情相对较轻者,从而导致对AD相关功能改变及代谢物差异的低估。为评估剔除偏倚的影响,本研究已比较rs-fMRI头动剔除者与保留者的认知评分,结果显示两组在MMSE(P=0.361)和MoCA(P=0.885)评分上差异无统计学差异,提示剔除行为未系统性偏向认知功能更差或更优的极端群体。然而,需指出该比较仅限于横断面认知评分,未涵盖神经精神症状、扫描耐受性等软指标,且三组间剔除率的不均衡仍可能引入残余偏倚。

3.5.4 rs-fMRI预处理与头动控制

       在rs-fMRI预处理方面,本研究存在以下方法学局限。首先,由于本研究的样本量相对有限,DARTEL模板可能受极端值影响。尽管DARTEL模板的生成基于全部63例受试者的结构像,且我们已对标准化图像进行了目视质量检查,但未来研究仍建议在更大样本中采用标准TPM模板与DARTEL模板进行交叉验证,以进一步确认空间标准化的稳健性。其次,本研究未进行基于逐帧位移的坏时间点剔除,尽管已通过严格的头动排除标准及Friston-24参数回归控制了头动影响,但残余头动伪影仍可能对血氧水平依赖信号产生一定影响。建议未来研究在更大样本中采用基于逐帧位移的坏时间点剔除进行敏感性分析。

3.5.5 统计效力、多重比较与探索性发现

       未进行GSR可能因全局生理噪声导致假阳性连接,而进行GSR又可能引入人为的负相关伪影。因此本研究选择不进行GSR,主要基于避免引入人为负相关及防止消除疾病相关真实效应的考虑。但需承认,未进行GSR可能使全局噪声对结果的混杂影响未被完全去除。未来研究应比较GSR与no-GSR两种策略下的结果稳定性,以进一步明确本研究发现是否受GSR决策的影响。本研究中全脑体素相关分析的样本量较小,虽然已采用GRF校正(体素P<0.001,聚类P<0.05)控制多重比较,并通过ROI验证分析排除了异常体素驱动的可能性,但小样本下参数估计的稳定性仍需关注。此外,三组间fALFF全脑体素ANOVA主效应未达校正后显著性阈值,AD组与NC组在左侧角回的差异来自探索性事后两两比较,存在多重比较问题,该结果应视为探索性发现而非确定性结论。未来需通过连续纳入、纵向追踪及多中心、大样本研究进一步验证本研究的发现,并建议在入组时系统记录患者不配合原因及耐受性评级,以便更全面地评估选择偏倚的方向与程度。

4 结论

       综上,AD患者DMN核心节点存在E/I相关代谢物稳态失衡和局部脑功能活动减弱,并伴有生理状态下代谢-功能关联的丢失。Glx/GABA+比值所反映的神经代谢物稳态偏移,现阶段更宜作为反映AD临床阶段E/I相关代谢状态改变的探索性群体水平参考指标;其并非突触水平动态E/I平衡的直接测量,也不宜作为个体化认知评估或脑功能活动的替代指标。上述指标的临床应用价值仍需结合纵向随访、病理学金标准及更大样本研究进一步验证。

[1]
ZHENG Q, WANG X. Alzheimer's disease: insights into pathology, molecular mechanisms, and therapy[J]. Protein Cell, 2025, 16(2): 83-120. DOI: 10.1093/procel/pwae026.
[2]
LI J, LIU Y, YIN C, et al. Structural and functional remodeling of neural networks in β-amyloid driven hippocampal hyperactivity[J/OL]. Ageing Res Rev, 2024, 101: 102468 [2026-04-30]. https://doi.org/10.1016/j.arr.2024.102468. DOI: 10.1016/j.arr.2024.102468.
[3]
OKECHUKWU N G, ZACCONE C, LA BARBERA L, et al. Excitation-inhibition imbalance as a common thread linking early Alzheimer's disease with temporal lobe epilepsy[J/OL]. Exp Neurol, 2026, 397: 115581 [2026-04-30]. https://doi.org/10.1016/j.expneurol.2025.115581. DOI: 10.1016/j.expneurol.2025.115581.
[4]
VAN NIFTERICK A M, MULDER D, DUINEVELD D J, et al. Resting-state oscillations reveal disturbed excitation-inhibition ratio in Alzheimer's disease patients[J/OL]. Sci Rep, 2023, 13(1): 7419 [2026-04-30]. https://doi.org/10.1038/s41598-023-33973-8 DOI: 10.1038/s41598-023-33973-8.
[5]
ZHANG X, YOU J, QAO Q, et al. Correlation Between the Fractional Amplitude of Low-Frequency Fluctuation and Cognitive Defects in Alzheimer's Disease[J]. J Alzheimers Dis, 2024, 101(2): 577-587. DOI: 10.3233/JAD-240487.
[6]
段欢芹, 李琳钦, 邱丽华. 静息态功能MRI用于轻度认知功能障碍及阿尔茨海默病研究进展[J]. 中国医学影像技术, 2024, 40(8): 1254-1257.
DUAN H Q, LI L Q, QIU L H. Research progresses of resting-state functional MRI for mild cognitive impairment and Alzheimer's disease[J]. Chinese Journal of Medical Imaging Technology, 2024, 40(8): 1254-1257.
[7]
CHEN R, ZHANG H, HUANG L, et al. MRS Perspectives: Neurotransmitter and Metabolic Alterations in Cognitive Decline and Mental/Neurological Disorders[J]. Curr Neuropharmacol, 2025, 23(5): 524-546. DOI: 10.2174/011570159X402624250926110831.
[8]
HE Y, SWEATMAN H, THOMSON A R, et al. Regional Excitatory-Inhibitory Balance Relates to Self-Reference Effect on Recollection via the Precuneus/Posterior Cingulate Cortex-Medial Prefrontal Cortex Connectivity[J/OL]. J Neurosci, 2025, 45(25) [2026-04-30]. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2343-24.2025. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2343-24.2025.
[9]
TANG X, GUO Z, CHEN G, et al. A Multimodal Meta-Analytical Evidence of Functional and Structural Brain Abnormalities Across Alzheimer's Disease Spectrum[J/OL]. Ageing Res Rev, 2024, 95: 102240 [2026-04-30]. https://doi.org/10.1016/j.arr.2024.102240. DOI: 10.1016/j.arr.2024.102240.
[10]
CASULA E P, BORGHI I, MAIELLA M, et al. Regional Precuneus Cortical Hyperexcitability in Alzheimer's Disease Patients[J]. Ann Neurol, 2023, 93(2): 371-383. DOI: 10.1002/ana.26556.
[11]
EDDEN R A, PUTS N A, HARRIS A D, et al. Gannet: A batch-processing tool for the quantitative analysis of gamma-aminobutyric acid-edited MR spectroscopy spectra[J]. J Magn Reson Imaging, 2014, 40(6): 1445-1452. DOI: 10.1002/jmri.24478.
[12]
CRAVEN A R, BHATTACHARYYA P K, CLARKE W T, et al. Comparison of seven modelling algorithms for γ-aminobutyric acid-edited proton magnetic resonance spectroscopy[J/OL]. NMR Biomed, 2022, 35(7): e4702 [2026-04-30]. https://doi.org/10.1002/nbm.4702. DOI: 10.1002/nbm.4702.
[13]
MURAI S A, MANO T, SANES J N, et al. Atypical intrinsic neural timescale in the left angular gyrus in Alzheimer's disease[J/OL]. Brain Commun, 2024, 6(4): fcae199 [2026-04-30]. https://doi.org/10.1093/braincomms/fcae199. DOI: 10.1093/braincomms/fcae199.
[14]
SEGHIER M L. Multiple functions of the angular gyrus at high temporal resolution[J]. Brain Struct Funct, 2023, 228(1): 7-46. DOI: 10.1007/s00429-022-02512-y.
[15]
CHA W J, CHUMIN E J, YI D, et al. Amyloid-related default mode network hyperconnectivity and longitudinal decline in network distinctiveness in preclinical Alzheimer's disease[J/OL]. Alzheimers Dement, 2026, 22(2): e71025 [2026-04-30]. https://doi.org/10.1002/alz.71025. DOI: 10.1002/alz.71025.
[16]
HRYBOUSKI S, DAS S R, XIE L, et al. BOLD amplitude correlates of preclinical Alzheimer's disease[J]. Neurobiol Aging, 2025, 150: 157-171. DOI: 10.1016/j.neurobiolaging.2025.02.011.
[17]
COSTA T, PREMI E, BORRONI B, et al. Local functional connectivity abnormalities in mild cognitive impairment and Alzheimer's disease: A meta-analytic investigation using minimum Bayes factor activation likelihood estimation[J/OL]. Neuroimage, 2024, 298: 120798 [2026-04-30]. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2024.120798. DOI: 10.1016/j.neuroimage.2024.120798.
[18]
ZHAO K, CHEN P, WANG D, et al. A Multiform Heterogeneity Framework for Alzheimer's Disease Based on Multimodal Neuroimaging[J]. Biol Psychiatry, 2025, 97(11): 1022-1033. DOI: 10.1016/j.biopsych.2024.11.008.
[19]
VARELA-LÓPEZ B, ZURRÓN M, LINDÍN M, et al. Compensation versus deterioration across functional networks in amnestic mild cognitive impairment subtypes[J]. Geroscience, 2025, 47(2): 1805-1822. DOI: 10.1007/s11357-024-01369-9.
[20]
PASANTA D, HE J L, FORD T, et al. Functional MRS studies of GABA and glutamate/Glx - A systematic review and meta-analysis[J/OL]. Neurosci Biobehav Rev, 2023, 144: 104940 [2026-04-30]. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2022.104940. DOI: 10.1016/j.neubiorev.2022.104940.
[21]
THOMSON A R, HOLLESTEIN V, GOODWIN A, et al. In Vivo Glx Measurements From GABA-Edited HERMES at 3 T Are Not Consistent With Those From Short-TE PRESS Across Scanners, Brain Regions, Diagnostic and Age Groups[J/OL]. NMR Biomed, 2026, 39(1): e70171 [2026-04-30]. https://doi.org/10.1002/nbm.70171. DOI: 10.1002/nbm.70171.
[22]
KANAGASABAI K, PALANIYAPPAN L, THÉBERGE J. Precision of metabolite-selective MRS measurements of glutamate, GABA and glutathione: A review of human brain studies[J/OL]. NMR Biomed, 2024, 37(3): e5071 [2026-04-30]. https://doi.org/10.1002/nbm.5071. DOI: 10.1002/nbm.5071.
[23]
SRIVASTAVA I, GOIKOLEA J, AYBERK KAYA T, et al. Reactive Astrocytes with Reduced Function of Glutamate Transporters in the App(NL-G-F) Knock-in Mice[J]. ACS Chem Neurosci, 2025, 16(11): 2035-2047. DOI: 10.1021/acschemneuro.4c00714.
[24]
ZHANG X, ZHAO Y, CHEN X, et al. Suppression of Astrocytic PirB Alleviates Aβ-Induced Excitotoxicity and Cognitive Deficits via EAAT Expression[J/OL]. Glia, 2026, 74(2): e70130 [2026-04-30]. https://doi.org/10.1002/glia.70130. DOI: 10.1002/glia.70130.
[25]
EBRAHIMI R, MOHAMMAD SOLTANI S, MASOURI M M, et al. Glutamatergic and GABAergic metabolite levels in Alzheimer's disease: a systematic review and meta-analysis[J/OL]. BMC Neurol, 2025, 25(1): 344 [2026-04-30]. https://doi.org/10.1186/s12883-025-04375-2. DOI: 10.1186/s12883-025-04375-2.
[26]
KOH W, KWAK H, CHEONG E, et al. GABA tone regulation and its cognitive functions in the brain[J]. Nat Rev Neurosci, 2023, 24(9): 523-539. DOI: 10.1038/s41583-023-00724-7.
[27]
ALI A B, ISLAM A, CONSTANTI A. The fate of interneurons, GABA(A) receptor sub-types and perineuronal nets in Alzheimer's disease[J/OL]. Brain Pathol, 2023, 33(1): e13129 [2026-04-30]. https://doi.org/10.1111/bpa.13129. DOI: 10.1111/bpa.13129.
[28]
SALCEDO C, WAGNER A, ANDERSEN J V, et al. Downregulation of GABA Transporter 3 (GAT3) is Associated with Deficient Oxidative GABA Metabolism in Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Astrocytes in Alzheimer's Disease[J]. Neurochem Res, 2021, 46(10): 2676-2686. DOI: 10.1007/s11064-021-03276-3.
[29]
CRAVEN A R, DWYER G, ERSLAND L, et al. GABA, glutamate dynamics and BOLD observed during cognitive processing in psychosis patients with hallucinatory traits[J/OL]. Sci Rep, 2025, 15(1): 19466 [2026-04-30]. https://doi.org/10.1038/s41598-025-03612-3. DOI: 10.1038/s41598-025-03612-3.
[30]
TRIPATHI V, BATTA I, ZAMANI A, et al. Default Mode Network Functional Connectivity As a Transdiagnostic Biomarker of Cognitive Function[J]. Biol Psychiatry Cogn Neurosci Neuroimaging, 2025, 10(4): 359-368. DOI: 10.1016/j.bpsc.2024.10.006.
[31]
LI Y, YANG L, LI L, et al. The resting-state cerebro-cerebellar function connectivity and associations with verbal working memory performance[J/OL]. Behav Brain Res, 2022, 417: 113586 [2026-04-30]. https://doi.org/10.1016/j.bbr.2021.113586. DOI: 10.1016/j.bbr.2021.113586.
[32]
WANG C, PAN Y, LIU Y, et al. Aberrant default mode network in amnestic mild cognitive impairment: a meta-analysis of independent component analysis studies[J]. Neurol Sci, 2018, 39(5): 919-931. DOI: 10.1007/s10072-018-3386-8.
[33]
SKANDALAKIS G P, LINN W J, YEH F C, et al. Unveiling the axonal connectivity between the precuneus and temporal pole: Structural evidence from the cingulum pathways[J/OL]. Hum Brain Mapp, 2024, 45(9): e26771 [2026-04-30]. https://doi.org/10.1002/hbm.26771. DOI: 10.1002/hbm.26771.
[34]
SHELINE Y I, RAICHLE M E, SNYDER A Z, et al. Amyloid plaques disrupt resting state default mode network connectivity in cognitively normal elderly[J]. Biol Psychiatry, 2010, 67(6): 584-587. DOI: 10.1016/j.biopsych.2009.08.024.
[35]
LI L, LIU Y, SHU Y, et al. Altered functional connectivity of cerebellar subregions in male patients with obstructive sleep apnea: A resting-state fMRI study[J]. Neuroradiology, 2024, 66(6): 999-1012. DOI: 10.1007/s00234-024-03341-8.
[36]
PORGES E C, WOODS A J, EDDEN R A, et al. Frontal Gamma-Aminobutyric Acid Concentrations Are Associated With Cognitive Performance in Older Adults[J]. Biol Psychiatry Cogn Neurosci Neuroimaging, 2017, 2(1): 38-44. DOI: 10.1016/j.bpsc.2016.06.004.
[37]
BRITTON M K, JENSEN G, EDDEN R A, et al. "Surviving and Thriving": evidence for cortical GABA stabilization in cognitively-intact oldest-old adults[J/OL]. Transl Psychiatry, 2025, 15(1): 79 [2026-04-30]. https://doi.org/10.1038/s41398-025-03270-z. DOI: 10.1038/s41398-025-03270-z.
[38]
LIU L, SUN S, KANG W, et al. A review of neuroimaging-based data-driven approach for Alzheimer's disease heterogeneity analysis[J]. Rev Neurosci, 2024, 35(2): 121-139. DOI: 10.1515/revneuro-2023-0033.
[39]
MAESTú F, DE HAAN W, BUSCHE M A, et al. Neuronal excitation/inhibition imbalance: core element of a translational perspective on Alzheimer pathophysiology[J/OL]. Ageing Res Rev, 2021, 69: 101372 [2026-04-30]. https://doi.org/10.1016/j.arr.2021.101372. DOI: 10.1016/j.arr.2021.101372.
[40]
RANASINGHE K G, KUDO K, SYED F, et al. Distinct manifestations of excitatory-inhibitory imbalance associated with amyloid-β and tau in patients with Alzheimer's disease[J/OL]. Nat Commun, 2025, 16(1): 7957 [2026-04-30]. https://doi.org/10.1038/s41467-025-62798-4. DOI: 10.1038/s41467-025-62798-4.
[41]
MAREK S, LAUMANN T O. Replicability and generalizability in population psychiatric neuroimaging[J]. Neuropsychopharmacology, 2024, 50(1): 52-57. DOI: 10.1038/s41386-024-01960-w.
[42]
ANDERSSON P, LI X, PERSSON J. Hippocampal and prefrontal GABA and glutamate concentration contribute to component processes of working memory in aging[J/OL]. Cereb Cortex, 2025, 35(5): bhaf105 [2026-04-30]. https://doi.org/10.1093/cercor/bhaf105. DOI: 10.1093/cercor/bhaf105.
[43]
FORD T C, NIBBS R, CREWTHER D P. Glutamate/GABA+ ratio is associated with the psychosocial domain of autistic and schizotypal traits[J/OL]. PLoS One, 2017, 12(7): e0181961 [2026-04-30]. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0181961. DOI: 10.1371/journal.pone.0181961.
[44]
LIANG J, YANG Z, ZHOU C. Excitation-Inhibition Balance, Neural Criticality, and Activities in Neuronal Circuits[J]. Neuroscientist, 2025, 31(1): 31-46. DOI: 10.1177/10738584231221766.
[45]
PATEL S, SHAH R J, COLEMAN P, et al. Potential peripheral biomarkers for the diagnosis of Alzheimer's disease[J/OL]. Int J Alzheimers Dis, 2011, 2011: 572495 [2026-04-30]. https://doi.org/10.4061/2011/572495. DOI: 10.4061/2011/572495.
[46]
VELU L, PELLERIN L, JULIAN A, et al. Early rise of glutamate-glutamine levels in mild cognitive impairment: Evidence for emerging excitotoxicity[J]. J Neuroradiol, 2024, 51(2): 168-175. DOI: 10.1016/j.neurad.2023.09.003.
[47]
BAI X, EDDEN R A, GAO F, et al. Decreased γ-aminobutyric acid levels in the parietal region of patients with Alzheimer's disease[J]. J Magn Reson Imaging, 2015, 41(5): 1326-1331. DOI: 10.1002/jmri.24665.
[48]
REDOLFI A, MANSET D, BARKHOF F, et al. Head-to-head comparison of two popular cortical thickness extraction algorithms: a cross-sectional and longitudinal study[J/OL]. PLoS One, 2015, 10(3): e0117692 [2026-04-30]. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0117692. DOI: 10.1371/journal.pone.0117692.

上一篇 联合MRI影像标志物与血清生化标志物构建脑小血管病相关认知功能障碍的列线图预测模型
下一篇 基于DTI与DKI的轻度创伤性脑损伤急性期全脑微结构改变研究
  
诚聘英才 | 广告合作 | 免责声明 | 版权声明
联系电话:010-67113815
京ICP备19028836号-2