帕金森病运动皮层功能-代谢失耦合机制获突破性发现
首都医科大学宣武医院卢洁教授团队利用一体化PET/MR揭示PD患者脑能量频谱偏移新机制
首都医科大学宣武医院卢洁教授团队臧振享博士依托联影一体化PET/MR平台，围绕帕金森病（PD）患者脑功能与葡萄糖代谢关系开展研究，相关成果发表于国际权威期刊《Cerebral Cortex》。该研究首次通过同步静息态功能磁共振（rs-fMRI）与18F-FDG PET成像技术，揭示PD患者运动皮层能量频谱偏移与葡萄糖代谢之间的功能-代谢失耦合机制。
帕金森病是常见的老年神经退行性疾病，主要表现为静止性震颤、肌肉僵直和运动迟缓。影像学显示，PD患者运动环路存在脑功能异常及葡萄糖代谢紊乱。既往研究发现，PD患者运动皮层和壳核的低频振幅（ALFF）降低，而多中心PET研究却显示该区域葡萄糖代谢升高，二者关系长期难以解释。阐明功能与代谢的关联，不仅有助于理解PD发病机制，也为无创神经调控提供潜在靶点。
本研究整合三个独立数据集：PET/fMRI（发现集，34例PD患者与25名健康对照）及两个验证集fMRI(validation-1)和fMRI(validation-2)（共37例）。采用SPM进行图像预处理，提取PET图像的标准摄取值比值（SUVr）和rs-fMRI的ALFF指标，并将ALFF划分为slow-5至slow-2四个频段（0.01–0.25 Hz），通过皮尔逊相关分析探讨SUVr与ALFF的关系。
双样本t检验结果显示，PD患者运动环路葡萄糖代谢显著升高（图1A），但ALFF普遍降低（图1B-I），与已有文献一致。
图1：PD患者运动环路葡萄糖代谢增加（A）；ALFF降低（B-I）
方差分析揭示显著“组别-频段”交互效应，尤其在中央旁小叶与辅助运动区相邻区域以及右侧感觉运动区（PFWE < 0.05，图2A-F），且在fMRI(validation-2)中辅助运动区亦呈显著差异（图2G-H）。后验分析表明，健康人群ALFF随频率升高呈power-law分布，而PD患者出现能量由低频向高频偏移的现象。
图2：运动皮层“组别”-“频段”交互效应结果图。PET/fMRI(discovery)数据集（A-C）、fMRI(validation-1)数据集（D-F）中央旁小叶与辅助运动区相邻处、右侧感觉运动区交互效应显著。fMRI(validation-2)数据集辅助运动区交互效应显著（G-H）
相关分析进一步显示，在中央旁小叶与辅助运动区相邻区域，健康对照组葡萄糖代谢与ALFF比值（slow 2-4/slow-5）呈显著负相关（P < 0.05），而PD患者无显著关联（P > 0.2，图3）。
图3：PET/fMRI(discovery)数据集中央旁小叶与辅助运动区相邻处葡萄糖代谢与ALFF比值相关图。健康对照葡萄糖代谢与ALFF比值（A：slow-4/5；B：slow-3/5；C：slow-2/5）呈显著负相关，但PD患者无显著相关
研究通过多中心数据验证了PD患者运动皮层存在能量频谱偏移，并借助一体化PET/MR证实其导致的功能-代谢失耦合机制。结合任务态fMRI研究推断，PD患者的微小肢体运动可能引发皮层能量再分布，打破静息状态下的功能-代谢平衡。该发现为解析PD病理机制提供了新视角，同时为无创神经调控治疗提供了潜在靶点，凸显一体化PET/MR在神经系统疾病研究中的重要价值。
