华西医院发表全球首篇基于OPM-MEG的偏头痛研究
OPM-MEG揭秘偏头痛的
神经网络异常
偏头痛是全球高发的神经系统疾病之一，严重影响患者的健康与生活质量。深入揭示其大脑功能异常机制，对于推动科学研究和临床诊疗均具有重要意义。偏头痛是一种复杂的脑功能性疾病，其病理基础涉及多脑区间的动态协同失调。尽管以往研究利用脑电图和功能磁共振成像揭示了偏头痛患者的大脑功能异常，但对其高时间分辨率下的脑网络动态特征仍缺乏系统理解。
近日，四川大学华西医院神经内科何俐教授团队联合华西磁共振研究中心幸浩洋教授团队，在国际权威医学期刊《The Journal of Headache and Pain》（中科院一区Top期刊，IF=7.9）发表研究论文《Differential resting-state MEG microstate patterns in migraineurs: a cross-sectional study》。该研究基于前沿的原子磁强计脑磁图（Optically Pumped Magnetometer-MEG, OPM-MEG）技术，系统比较了偏头痛患者与健康对照在静息态下的脑磁微状态特征，揭示了偏头痛患者脑网络动态协同异常的神经生理基础，为偏头痛的客观诊断与精准治疗提供了潜在的生物标志物。
本研究共招募了25名无先兆偏头痛患者及18名健康对照，采集静息态MEG数据并进行微状态分析（图1）。研究评估了六种微状态的四项指标：持续时间（每种微状态的平均稳定时间，毫秒为单位）、每秒发生次数（每种微状态每秒的平均频率）、覆盖率（微状态占总记录时间的比例）以及转换概率（不同微状态间的切换比例），并进一步探讨微状态特征与临床症状之间的关系。
基于k-means算法，将数据分解为六个不同的微状态（Ms1~Ms6）。基于源空间的分析显示，偏头痛患者的脑活动呈现不同模式：Ms1和Ms2主要表现为腹侧额颞叶活动，Ms3为右侧颞下回，Ms4为右侧海马旁回，Ms5为颞下回，Ms6为颞上回。相比之下，健康对照组在Ms1和Ms2中表现为颞极活动，Ms3和Ms4为腹侧额颞叶，Ms5为颞中回，Ms6为内侧额叶（图1）。
图1 偏头痛患者和健康对照的六种脑磁图微状态
进一步评估微状态各项指标发现，偏头痛患者Ms2的覆盖率和每秒发生率显著升高，Ms6覆盖率增加，而Ms3明显下降（图2）。微状态转换概率分析显示，患者在Ms2、Ms3和Ms6之间的切换路径发生重构（图3），提示大脑在感知、情绪与注意网络间的动态平衡受损。相关分析进一步表明，Ms3和Ms6的覆盖率及转换概率与头痛发作持续时间、疼痛强度及HIT-6评分呈显著负相关，显示脑网络动态异常程度与临床症状严重性密切相关。
图2 两组受试者六种MEG微状态的时间参数比较
图3 两组受试者六种MEG微状态的转换概率比较
这些发现不仅为理解偏头痛的脑网络病理机制提供了新证据，也为未来通过脑网络调控或靶向干预策略实现精准诊断与治疗奠定了基础。通过高时空分辨率的脑磁微状态分析，研究展示了偏头痛患者在脑功能动态调节方面的独特特征，为探索更有效的临床干预手段提供了重要参考。
四川大学华西医院神经内科在读博士研究生何培琦为本研究第一作者，神经内科研究室博士后李昌玲为共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金（82301404）、国家重点研发计划（2023YFC2508702）、四川省自然科学基金（2023NSFSC1562）和四川大学华西医院博士后科研基金（2024HXBH069）的资助。
作者简介
何俐教授
通讯作者
何俐教授，医学博士，四川大学华西医院神经精神疾病中心主任，神经内科学科主任，主任医师，教授，博导，博士后合作导师。四川省学术和技术带头人。四川省卫生健康首席专家。2022天府名医。中华医学会神经病学分会常委、神经生化学组副组长，中国卒中学会常务理事，中国卒中学会脑血管病高危管理分会副主任委员，中国康复医学会吞咽障碍康复专委会副主委，中国研究型医院学会头痛与感觉障碍专委会副主委，中国民族卫生协会医院医师分会副主委，四川省卒中学会会长，四川省医学会神经病学专委会副主委，四川省医师协会神经内科分会主任委员。科技部“十三五重大专项”项目负责人，国家自然基金项目面上项目5项，科技部国家重点研发计划子任务、科技部“四大慢病”重大专项子任务各1项，发表SCI收录文章130余篇，参与获教育部自然科学一等奖2项。主编与联合主编人民卫生出版社教材3部。
幸浩洋教授
共同通讯作者
幸浩洋教授，博士生导师，生物医学工程博士，四川大学物理学院医学物理教授，四川大学华西医院磁共振研究中心研发部负责人，四川大学华西厦门医院影像与神经调控技术研究所所长，中国精神影像联盟常委，智能医学影像四川省工程研究中心副理事长，中国认知科学学会神经与精神影像专业委员会委员。长期医学成像技术与设备研发。主持国家自然科学基金面上项目二项，承担基金委重大仪器设备专项基金和科技部重点研发计划子课题四项。在NIM，MRM， BrainStimu，HBM等医学成像与神经调控领域国内外主流刊物发表SCI，EI论文五十多篇，JMRI，Med Phy，NST等多个国际期刊审稿人。获得授权发明专利多项，企业转化技术5项。获四川省技术发明二等奖一项，教育部科技奖一项，互联网+全国大学生创新创业大赛金奖一项。研究方向：磁共振物理，物理场神经调控技术，无创神经调控脑影像导航定位技术。
何培琦
第一作者
何培琦，四川大学华西医院神经内科在读博士，何俐教授团队成员。长期从事原发性头痛、脑血管病等疾病相关研究工作。
李昌玲
共同第一作者
李昌玲，四川大学华西医院神经内科研究室博士后，何俐教授团队成员。主要研究方向为缺血性卒中和头痛相关临床与基础研究，以第一/共同第一作者在J Headache Pain、Eur J Pain、Neuroepidemiology等期刊发表SCI论文5篇，参与国家级课题1项。
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