在最近发表在《科学报告》杂志上的一项研究中，研究人员使用基于全脑弥散张量成像的平均扩散率程序检查2型糖尿病患者的微观结构脑组织变化，该程序可区分急性期和慢性期组织变化。这项研究假设，与健康人相比，2型糖尿病患者在情绪和认知调节区域会表现出改变的平均扩散率值。

2型糖尿病是一种慢性代谢紊乱，已被证明会改变认知和情绪，因此通常被认为是阿尔茨海默病和血管性痴呆的早期危险因素。事实上，流行病学研究表明，2型糖尿病会增加患认知缺陷和情绪障碍分别增加1.5倍和2倍。

结构磁共振成像由于其对组织变化的敏感性不足，无法检测到细微的脑组织畸变。然而，弥散张量成像是一种非侵入性程序，可显示大脑灰质和白质微观结构组织的变化。弥散张量成像还可以测量反映水分子运动的平均扩散率，从而揭示2型糖尿病患者脑组织损伤的性质及其程度。

迄今为止，研究人员尚未根据平均扩散率检查介导认知和情绪的大脑部位组织变化之间的直接相关性。同样，尚未报告2型糖尿病患者的情绪和认知症状评分。

在本研究中，研究人员从加州大学洛杉矶分校(UCLA)的Gonda糖尿病中心招募了68名正在接受药物治疗的2型糖尿病患者，此外还有101名健康的非糖尿病对照组。两个研究队列中的个体都在40到65岁之间。

根据每位患者的临床记录确定糖尿病并发症严重程度指数(DCSI)。焦虑和抑郁症状分别通过贝克焦虑量表(BAI)和贝克抑郁量表(BDI-II)进行评估。BDI-II或BAI值超过9分别表示抑郁或焦虑。还进行了蒙特利尔认知评估(MoCA)，得分为26分或更高表明没有认知障碍。

弥散张量成像数据是使用单次回波平面成像技术、广义自动校准部分并行采集(GRAPPA)和两个加速因子收集的。接下来，对所有受试者的T1、T2和PD加权图像进行视觉评估，以了解各种病理情况，包括囊性病变、梗塞或肿瘤。

来自所有弥散张量成像系列的平均扩散率图被量化和重新对齐，以消除头部运动相关或其他成像伪影的任何变化并取平均值。非扩散加权图像也被重新对齐和平均。

将显示组间具有显着平均扩散率差异的大脑部位的统计参数图叠加到平均解剖图像上，以便通过结构磁共振成像croN软件进行识别。这允许在大脑区域获得感兴??趣区域(ROI)值，这些区域与2型糖尿病和对照组之间的情绪和认知值有显着关联。全脑平均扩散率图还使用偏相关将体素与情绪和认知评分相关联，包括BAI、BDI-II和MoCA的子评分。

与对照组相比，在控制2型糖尿病患者认知和情绪功能的大脑区域中观察到广泛的微结构破坏。这些变化大多处于慢性阶段，只有少数部位处于急性阶段。与健康对照组相比，2型糖尿病患者还表现出视觉空间、语言和注意力认知子域的损伤，以及更高的抑郁和焦虑评分。

认知和情绪调节网络分布在人脑的大片区域。因此，这些区域广泛的微观结构组织变化在2型糖尿病患者的认知和情绪缺陷中发挥着独特的作用。

这些发现提供了对这些变化以及可导致2型糖尿病患者情绪和认知功能障碍的微观结构神经病理学变化的重要见解。值得注意的是，脑组织微观结构完整性的所有破坏主要发生在颞叶、顶叶、颞叶皮质和皮质下区域。

与之前的研究类似，在2型糖尿病患者中表现出平均扩散率值增加的慢性组织变化的区域包括连接小脑至蚓部和前脚至皮质的脑纤维，包括额叶回、中央前回和顶上回。

研究结果表明平均扩散率如何促进早期检测2型糖尿病患者认知和情绪调节区域的微观结构脑组织变化，这些变化导致他们的情绪和认知缺陷改变。

参考资料：
Roy, B., Choi, S. E., Freeby, M. J., & Kumar, R. (2023). Microstructural brain tissue changes contribute to cognitive and mood deficits in adults with type 2 diabetes mellitus. Scientific Reports 13(9636). doi:10.1038/s41598-023-35522-9.