睡眠的神经功能显像

　　作者：王赞,孟红梅,林卫红,崔俐,纪莉,吕玉丹　　作者单位：吉林大学第一医院神经内科，吉林 长春

　　吉林省科技厅课题(200705169)

　　【关键词】 睡眠;神经;功能显像

　　睡眠研究者常常用多导睡眠仪研究脑与睡眠的关系，睡眠功能显像不仅用于研究正常睡眠脑的功能，也可用于研究睡眠障碍。目前研究者对睡眠的神经功能显像已经逐渐积累了一些经验,这对睡眠疾病的研究、诊断及治疗具有重要价值。虽然神经功能显像应尽可能接近正常睡眠，但大多数功能显像仪需要被检查者的头部固定在扫描仪上，同时需要在扫描仪上进行睡眠，这会导致睡眠剥夺,影响神经功能显像的准确性。

　　1 正常睡眠的神经功能解剖

　　1.1 快动眼睡眠(REM) REM是一个代谢激活的过程，与清醒时不同，REM时向仅存在着肢体及肢体周围的部分激活;Meyer等〔1〕用氙CT 的方法证明REM时脑血流增加，18FFDG PET 显像证明REM时仅在大脑的扣带回潜皮层区域存在与清醒相关的激活;进一步研究表明，REM与扣带回前、前丘脑有关;而非快动眼睡眠(NREM)睡眠与纹状体外侧皮质有关。Madsen等〔2〕应用99mTc的单光子显像研究结果表明，REM时视皮层的血流量增加，而前皮层的血流量减少。Maquet〔3〕应用〔O15〕H2O 的研究表明，REM 与桥脑、左丘脑、双侧杏仁核、扣带回前皮层有关，而与前视皮层、扣带回后皮层无关。REM 与部分类型的感情记忆有关，REM时在视皮层、扣带回前皮层、丘脑、海马齿状回、补充运动区的脑血流与眼球运动相关。有研究者应用同样〔O15〕H2O 的方法证明，REM时丘脑、脑干、额叶底部、肢体相关结构的血流量增加与清醒及NREM密切相关，REM与纹状体外侧区及肢体相关结构的激活有关，而不是与初级视皮质有关。

　　1.2 NREM 与清醒相比，NREM时向的额叶、顶叶、颞叶、丘脑的激活明显减少，丘脑的激活抑制与纺锤波及a波产生有关，Balkin等〔4〕用〔O15〕H2O PET研究了正常人睡眠、睡眠清醒后5 min、睡眠清醒后20 min的PET显像变化。结果表明，睡眠早期清醒与脑干及丘脑的血流增加有关;睡眠后期的清醒与额叶的血流量增加有关，这说明清醒的起始过程与中枢系统的重新激活有关，意识的完全恢复则与前脑的功能有关。

　　2 睡眠障碍

　　2.1 结构性睡眠呼吸障碍 Ficker等〔5〕用HMPAO SPECT 研究了睡眠呼吸障碍者的脑血流，发现额叶视区的高灌注及周围的低灌注，同时也证明了CPAP 治疗的有效性，当然还需要大样本的实验进一步证明。Ayalon等〔6〕应用fMRI研究了睡眠呼吸暂停(OSA)患者的学习记忆情况，结果表明OSA患者在接受词汇的学习任务时，与对照组相比，脑激活增强。

　　2.2 发作性睡病 Hublin〔7〕等 应用123Iiodobenzamide SPECT对发作性睡病及帕金森病人进行了研究，发现两组纹状体及额叶的D2受体没有差异，Asenbaum〔8〕应用HMPAO SPECT研究了6例发作性睡病的病人，发现快动眼睡眠期，右脑和丘脑的血流增加，Sudo等〔9〕的〔11C〕NMPB SPECT研究表明正常人和发作性睡病病人的脑血流没有明显差异，仅有的几个神经功能显像的研究没有发现脑血流与发作性睡病之间的确切联系。

　　2.3 重复性过度睡眠 Nose等〔10〕应用SPECT对1例重复性过度睡眠的病人进行了研究，结果表明过度睡眠时丘脑的脑血流量减低，因此过度睡眠可能与丘脑功能的改变密切相关。

　　2.4 原发性失眠 Smith等〔11〕应用99mTcHMPAO SPECT对5例失眠者及健康人进行了研究，结果表明在快动眼睡眠时失眠者与健康人相比脑血流量明显降低，以基底节最明显;Nofzinger等〔12〕用〔18F〕FDG PET对9例健康人和12例抑郁患者的皮层激活与EEGβ波之间关系进行了研究，结果显示β波与睡眠质量呈负相关，而且与室前皮质的代谢有关，他们认为室前皮质可以引起肥胖，并与脑干及下丘脑相连的区域功能增强可能引起激活功能障碍;Nofzinger等〔13〕还用〔18F〕FDG PET对患有神经系统疾病的失眠患者与健康人进行了研究，结果表明失眠患者的脑葡萄糖代谢在清醒及睡眠时较对照组明显增高，睡眠时与清醒时较糖代谢相对降低，在清醒时室前皮质的代谢相对较低。这表明失眠患者的睡眠障碍与脑代谢增强有关，失眠的原因可能与清醒到睡眠所需要的降低激活机制障碍有关，白天的疲劳则来源于睡眠不足所导致的室前皮质激活的降低。

　　2.5 致死性家族性失眠 Perani等〔14〕对4例致死性家族性失眠患者进行了研究。致死性家族性失眠是一种由于编码178号蛋白质的基因突变所致的蛋白病，所有病人均发现有丘脑的低代谢，个别病人有皮层的低代谢，丘脑功能障碍与该疾病的神经病理改变相一致。Kloppel等〔15〕报道了2例致死性失眠患者的〔123I〕bCIT SPECT改变，患者丘脑及下丘脑的5HT转运体分别降低57%和73%，表明脑的神经内分泌功能在这类病人中起着十分重要的作用。

　　2.6 抑郁 Nofzinger等〔16〕用〔18F〕FDG PET对抑郁患者及健康人进行了研究，假设情绪障碍者REM变化与睡眠时的前脑功能障碍有关，结果表明两者从清醒到睡眠的过程中前类边缘系统激活均增加，但抑郁的患者激活的区域较大，而且在双侧额叶、左运动前区、运动感觉区、左侧中脑网状结构也有激活，增加的感觉激活可能与感觉调节失调有关。Ho等〔17〕用〔18F〕FDG PET观察了10例抑郁病人及12例健康人NREM时的脑代谢变化，结果表明，抑郁患者的全脑代谢均增加，主要集中于杏仁核、海马、枕叶、颞叶皮质及脑桥，这为抑郁患者的全脑激活提供了证据。Nofzinger等〔18〕用〔18F〕FDG PET及EEG 对12例抑郁患者及9例健康人进行了研究，发现室前皮质糖代谢的增加与β波增加相关，β波与睡眠质量呈负相关，室前额叶皮质的功能在抑郁的患者明显上调，因此影响了抑郁患者的全脑激活。Ebert等〔19〕用 HMPAO SPECT 对10例抑郁患者和8例健康人进行了研究，发现类边缘系统结构的脑代谢明显增加。Wu等〔20〕用〔18F〕FDG PE对15名抑郁患者及健康人进行了研究，认为肢体代谢的增加与抑郁患者对治疗的反应效果密切相关。Volk等〔21〕用HMPAO SPECT对抑郁患者睡眠剥夺前后的脑代谢进行了研究，发现睡眠剥夺后左颞叶的血流增加，但右颞叶没有明显变化。Ebert等〔22〕也用(IBZM) SPECT研究了抑郁患者睡眠剥夺后的变化，对睡眠剥夺有反应的患者表现为基底节D2受体量减少、多巴胺释放增加，为抑郁的多巴胺能释放假说提供了证据。Ebert等〔23〕用HMPAO SPECT对20例抑郁患者睡眠剥夺前后的脑代谢进行了研究，右侧扣带回前皮质、左侧前肋部皮质及齿状回基底部的代谢增加患者对睡眠剥夺有反应。Volk等〔24〕用HMPAO SPECT研究了脑血流代谢对睡眠剥夺治疗失眠的预测价值，表明在额叶眶面及基底扣带回前皮质的代谢增加抑郁患者，睡眠剥夺治疗抑郁有效。Smith等〔25〕〔18F〕FDG PET的研究表明，抑郁患者睡眠剥夺后在扣带回前皮质的代谢降低，同时抑郁的症状也有所改善;随后应用〔18F〕FDG PET对12例老年抑郁患者康复12 w后，再进行睡眠剥夺试验，发现扣带回前皮质的代谢降低，同时抑郁的症状也有所改善，因此认为扣带回前皮质的早期及晚期代谢降低均可以使抑郁患者的症状获得改善。Wu等〔26〕应用〔18F〕FDGPET对36例抑郁患者及26例健康者进行了研究，睡眠剥夺后抑郁患者的前额叶中部皮质、扣带回前皮质、胼胝体的后下部、齿状核代谢明显降低。

　　2.7 不宁腿综合征(RLS)及睡眠肢体运动异常(PLMD) 有研究表明，多巴胺功能异常在RLS及PLMD中起着十分重要的作用，Staedt等〔27〕应用〔123I〕 IBZM SPECT 研究了PLMD患者中枢神经系统D2受体所占比率，发现纹状体D2受体带减少，多巴胺治疗后受体带增加。Michaud等〔28〕应用〔123I〕IBZM、〔123I〕bCIT SPECT 对10例RLS及PLMD患者进行了研究，结果表明多巴胺转运体带没有明显差异，但患者的纹状体D2受体带降低。这表明D2受体数目的减少或D2受体与IBZM结合数目的减少，这为RLS及PLMD患者纹状体D2受体异常的理论提供了证据。

　　2.8 睡眠游走 Bassetti等〔29〕应用99mTc ECD SPECT对睡眠游走前及睡眠3、4期睡眠游走时的脑代谢进行了研究，结果显示睡眠游走时患者小脑蚓部、扣带回后皮质的脑代谢增强，同时伴有额周皮质的代谢降低，但丘脑的血流没有降低，因此认为睡眠游走时因额叶周围皮质没有激活，表现为无意识，但受丘脑扣带回环路的支配表现为运动行为即睡眠游走。

　　2.9 快动眼睡眠的行为异常 Shirakawa等〔30〕应用〔123I〕SPECT 研究了20例REM时睡眠行为异常(RBD)患者的脑代谢，发现额叶上部及脑桥的脑血流量降低;Eisensehr等〔31〕应用〔123I〕IBZM、〔123I〕bCIT SPECT分别对5例RBD患者、7例健康人、14例帕金森患者的脑代谢进行了研究，发现与对照组相比多巴胺转运体带降低，尽管不如帕金森组降低明显，而纹状体的D2受体带没有变化。因此认为RBD患者存在着纹状体多巴胺转运体的异常。Albin等〔32〕应用〔11C〕DTBZ PET研究了6例RBD患者及19例健康对照者的多巴胺转运体功能，发现与对照组相比DTBZ带降低，这为慢性RBD患者中脑多巴胺神经元减少的理论提供了支持。

　　3 小结和展望

　　在人类的睡眠及觉醒的过程中存在着脑功能的变化，这些脑功能的变化与人类的情感、注意力、觉醒密切相关，先前的研究已经提供了睡眠障碍的解剖功能分布，将来还需要对睡眠觉醒过程中睡眠功能的变化进行定义，对神经功能显像的可信性、特异性及与临床症状之间的关系进行深入研究。

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