科研进展
  • 科研进展
  •     近日,我院二年级博士生陈姚静和一年级博士生刘真同学关于二型糖尿病患者不同工作记忆负荷下大脑活动的研究成果,发表在美国糖尿病协会权威杂志糖尿病治疗《Diabetes care》,张占军教授为论文通讯作者。
        2014年,我国60岁以上老年人口突破2亿,保持认知功能完好,维持脑健康是延长生存期、保证老年人生活质量、减轻照料者及社会负担的重要途径。老年性痴呆(Alzheimer’s disease, AD)和脑卒中均是中老年人脑健康杀手,对病人造成不可逆转的认知功能损伤及神经系统病变。而二型糖尿病(Type 2 diabetes mellitus,T2DM)又是这些脑部疾病最为常见及重要的风险因素之一,到2025年,中国糖尿患者数将达五千万,多数患者只控制日常生活的糖摄入量,而忽略脑的保护。
        多项研究表明,T2DM影响多个领域认知功能,是痴呆的独立危险因素,大大提高了阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)发生的危险性。工作记忆是AD早期受损的重要领域,功能核磁共振(functional magnetic resonance imaging,fMRI)的研究证据表明AD和轻度认知障碍(mild cognitive impairment,MCI)患者工作记忆激活模式异常,并且这种异常影响了患者相关的认知下降。该研究应用功能影像学技术,从工作记忆的角度研究T2DM病人大脑在应对高级认知需求时的表现,不仅可以为T2DM所影响的认知下降等功能改变提供合理解释,还可以为认识神经退变性疾病提供一个很好的研究基础。但是到目前为止,还没有针对T2DM相关的工作记忆fMRI研究。
        在该项研究中,对30名老年T2DM患者和37名健康老年人,进行了10项认知功能评估以及生化指标检测、工作记忆(n-back)任务态功能磁共振成像扫描。研究发现,T2DM患者体重指数(body mass index, BMI),空腹血糖和糖化血红蛋白都要远大于健康老年人。认知评估表明,T2DM主要影响的是记忆和执行功能。分析工作记忆不同任务难度(低负荷:1-back vs. 0-back; 高负荷:2-back vs. 0-back)的自发的血氧水平依赖信号,研究者们发现T2DM患者在高负荷下损伤了更多的额叶活动。并且,损伤的额叶活动与多项认知的下降有密切联系。由此可见,T2DM影响了大脑对高负荷工作记忆任务的信息整合,或许这也是T2DM增加AD/MCI风险的一大途径。
        张占军教授课题组关于糖尿病的系列研究,发现T2DM是MCI的重要风险因素,T2DM并发MCI在社区老年人中高达21% (Li, Ma et al. 2013)。而且自发性脑活动研究中发现T2DM并发MCI患者的额叶、颞叶、海马、楔前叶等AD相关脑区的ALFF 低频振幅异常改变 (Zhou, Zhang et al. 2014)。研究者们意识到,T2DM对于大脑的影响可能发生在认知障碍之前,随后对非MCI的T2DM患者研究也证实了这一假说。不仅发现非MCI的T2DM患者脑白质广泛受损(Zhang, Wang et al. 2014),且通过本研究发现这一类的患者大脑活动模式发生了改变。
        该研究得到了国家自然科学基金、北京市新医药学科群等课题的资助。通过这一系列的研究也提醒老年人要不定期进行身高、体重、血压、血脂、血糖、认知功能等的检查,以求早期发现异常,及时进行干预治疗。

    图:(A)二型糖尿病(T2DM)和健康老年人(HC)在不同工作记忆任务难度(低负荷:1-back vs. 0-back; 高负荷:2-back vs. 0-back)下大脑的激活情况;(B)二型糖尿病影响不同工作记忆负荷时的大脑活动(P<0.01,AlphaSim-corrected)。
    Yaojing. Chen, Zhen. Liu, Junying. Zhang, Kai. Xu, Sisi. Zhang, Dongfeng. Wei and Zhanjun. Zhang (2014). "Altered brain activation patterns under different working memory loads in patients with type 2 diabetes." Diabetes Care 37(12): 3157-3163. http://care.diabetesjournals.org/content/37/12/3157.abstract