大脑中不同位置分布着不同长度的脑纤维连接， 短程纤维连接相邻解剖位置的大脑沟回，整合皮质-皮质之间交流的信息；长程纤维连接实现快速和有效的跨区域信息传递与交流。二者之间的平衡有助于大脑信息的整合和分离。研究发现晚期多发性硬化（Multiple sclerosis, MS）患者的长程纤维连接损伤较短程纤维严重，降低大脑网络的全局效率，影响认知功能情况。但是目前尚不清楚这种特点是否贯穿多发性硬化整个疾病发生发展过程。浙江大学医学院附属第一医院的梁辉团队与浙江大学系统神经与认知科学研究所白瑞良合作，利用西门子7T磁共振MAGNETOM发现早期MS可表现为明显认知功能障碍，其结构病变即有严重的脱髓鞘及轴突损伤表现，而短程纤维结构连接比长程连接损害的更严重，与晚期MS表现不同。研究成果发表在2022年经典放射科杂志American Journal of Neuroradiology上，第一作者为吴慧慧（浙江大学医学院附属第一医院神经内科，思影科技2020年学习班成员） 研究纳入了16位早期RRMS（复发缓解型多发性硬化）患者，17名正常被试，进行完善神经心理测试。所有被试的MRI数据均使用7T磁共振扫描仪（MAGNETOM，Siemens Healthcare，Erlangen，Germany）。图1 中详细介绍了图像处理流程。原始弥散加权图像的所有预处理步骤均使用TORTOISE 软件包，计算FA、MD、AD和RD四种参数图。通过MATLAB中的NODDI工具包生成NODDI参数图，包括细胞内体积分数（ficvf）和神经突方向离散度（ODI）。在MRtrix3软件中上进行概率纤维追踪。概率性纤维追踪完成后进一步人为地将全脑纤维分为长短纤维。长（短）纤维所经路径中的病变体积占相应纤维体积的比例定义为长短纤维的病变负荷。
研究结果
表1和表2列出了MS组和正常组的人口学特征、临床资料和脑体积的比较。早期MS患者在多个认知域中表现出明显的认知功能损伤（表2）。与正常组相比，脑实质体积、白质体积及灰质体积未发现有显著差异。
与正常组对应解剖结构处相比，MS组的病灶所有微观结构定量指标除了ODI均有显著性改变。在全脑白质的角度上，MS组和正常组的DTI、NODDI指标未见明显异常。 MS和正常队列在全脑白质纤维总数和平均长度上无显著差异（表3），相较于正常组，MS组的短程纤维表现出典型的脱髓鞘和轴突损伤改变，即显著增加的MD、AD、RD和显著减小的FA（图2）。同时长程纤维也表现出MD、AD、RD的增加。
与正常对照组相比，MS队列中的长短纤维均表现出显著增加的MD、AD、RD， 说明了长短程纤维潜在的完整性的损伤。相较于长程纤维而言，短程纤维表现出显著增大的MD 及RD值 ，表明短程纤维完整性的潜在损害较长程纤维更严重（图3）。 研究发现早期MS患者的短程纤维连接较长程纤维损伤更严重，这表明MS随着病情进展损伤模式有所不同。MS队列表现为早期的神经功能缺损，即EDSS评分中位数为1且在脑容量方面无显著改变，却同时表现为明显的认知功能障碍。 短程纤维的早期损伤可能表明皮层病变脱髓鞘早于长程纤维的变性。这有可能是因为MS患者部分组织损伤是我们尚且不能在目前的T1-或者T2-WI MRI中发现的，如位于大脑皮层解剖邻近区域的病灶常常在结构MRI上无法显示，而这些位置恰恰是短程纤维密集分布的区域，负责沟通临近脑区的信息传递与交流。MS患者早期即可出现皮质脱髓鞘，甚至可以独立于WM病变发展。由于皮质病灶较小、炎症细胞浸润少，且皮层髓鞘含量较少，皮层病灶在MRI成像仍是对我们的挑战。本研究中发现的长短程连接的不对称的脱髓鞘程度提示基于纤维追踪的微结构指标分析可能是另一种观察“不可见”皮质病变的有效方法。原文：Short-Range Structural Connections Are More Severely
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7T MR发现早期多发性硬化患者长短程纤维连接改变特点
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