第一部分:2型糖尿病患者静息态神经元活动的低频振幅和局部一致性异常目的:既往研究显示,2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)患者发生认知障碍的风险升高。在认知功能损伤的人群中,其脑部自发性神经活动通常发生异常改变。本研究拟采用静息态磁共振成像技术,研究2型糖尿病患者自发神经活动的变化情况及其与认知障碍的关系。方法:本研究共纳入29例2型糖尿病患者和27例健康志愿者,两组在年龄、性别和教育程度匹配良好。所有被试均行静息态磁共振扫描后,计算得到反映自发性神经活动的两个定量指标,即低频幅度(amplitude of low frequency fluctuation, ALFF)和局部一致性(regional homogeneity, ReHo),同时将这些指标与临床参数进行相关性分析。结果:通过组间比较,我们发现T2DM患者的ALFF明显下降,主要在枕叶脑区和中央后回区域;而ReHo也在同样脑区较对照组下降。更为重要的是,下降的ALFF和ReHo与认知水平的下降具有显著相关性。结论:利用静息态磁共振技术,我们发现T2DM患者脑部自发性神经活动异常,且这种异常改变与神经认知功能水平的下降密切相关。我们的结果可能为T2DM患者发生认知功能障碍的提供了一定的客观依据。第二部分:2型糖尿病患者静息态默认网络功能连接强度的改变目的:静息态默认网络(default mode network,DMN)是维持正常认知功能的重要脑网络,在普通人群中,认知障碍往往伴随DMN完整性的破坏。本研究拟利用独立成分分析的方法,探索T2DM患者默认网络的异常改变及其与认知功能损伤和糖尿病相关临床指标的关系。方法:本研究纳入T2DM患者及健康志愿者各42人。所有被试均行静息态功能磁共振扫描。独立成分分析用于提取静息态默认网络,包括前部(anterior DMN,aDMN)和后部默认网络(posterior DMN,pDMN)两个部分。对两个子网络的功能连接强度进行组间比较,同时也对其与临床指标的关系进行相关分析。结果:与正常组相比,T2DM患者aDMN的功能连接强度升高,尤其是内侧额叶部位,但pDMN功能连接却较正常人显著下降,尤其是后扣带回周围脑区。其中,后扣带回下降的功能连接与复杂图形记忆得分显著相关(r=0.359, p=0.020),与连线测试B耗费时间(r=-0.346,p= 0.025)及胰岛素抵抗水平呈负相关(r=-0.404, p=0.024)。结论:本研究发现,DMN在T2DM患者中呈现出前后部分不一致的改变,这与前期衰老及痴呆相关研究的结果较为一致。这种脑部神经功能连接强度的改变可能为T2DM相关认知功能损伤的发生机制提供一定客观依据。第三部分:2型糖尿病患者全脑功能连接模式的异常改变目的:在第一部分的结果中,我们发现2型糖尿病(type 2 diabetes, T2DM)患者在某些特定脑区的自发性神经元活动发生异常改变,但脑区之间的相互连接是否受到疾病的影响尚未明确。本研究的主要目的是利用静息态功能磁共振成像技术,研究2型糖尿病对全脑功能连接网络结构的影响。方法:本研究包括40例T2DM患者和43例健康志愿者,所有被试行3T磁共振成像进行功能数据采集。对全脑每个体素的功能连接强度进行计算,得到功能连接强度(functional connectivity strength, FCS)指标,并行双样本t检验进行两组间比较。其次,将比较所得的差异脑区设置为种子点,再次进行功能连接计算及组建比较,即从网络层面研究功能连接的改变。最后,利用基于体素水平的相关分析,研究这些差异脑区功能连接变化与认知功能评分的关系。结果:T2DM患者在左侧舌回的功能连接下降,而在右侧岛叶及背侧前扣带回的功能连接升高(校正后P<0.05)。进一步基于种子点的功能连接分析发现,左侧舌回与枕叶广泛脑区的功能连接均下降,而以岛叶及扣带回为种子点的网络功能连接(主要为凸显网络)则显著升高)(校正后P<0.05)。相关分析发现,病人组在后扣带回的脑血流量在校正前后均与胰岛素抵抗水平呈负相关,且与画钟测试评分呈正相关。另一方面,枕叶的血流量在校正前后均与视觉记忆相关评分呈正相关。结论:T2DM患者全脑功能连接发生异常改变,这说明T2DM对于脑部的影响不仅仅局限于某个特定脑区,而是影响了整个大脑功能连接网络的结构模式。第四部分:2型糖尿病患者脑血流量异常及其与胰岛素抵抗的关系目的:脑血流灌注与认知功能密切相关,且能够更加直观、定量反映脑部生神经元活动的情况。本研究拟利用全脑磁共振动脉自选标记技术,探讨2型糖尿病患者脑血流灌注的改变及其与认知功能损伤的关系。方法:本研究包括40例T2DM患者和41例健康志愿者。所有被试签署知情同意书,并接受认知功能评估。磁共振扫描包括全脑磁共振动脉自选标记序列成像和3D高分辨率T1加权成像。为了去除脑皮质萎缩对灌注的潜在影响,我们引入了部分体积效应校正算法,同时计算校正前和校正后的脑血流灌注值,行双样本t检验两组间比较,并在全脑范围内寻找与认知行为评分和糖尿病指标密切相关的脑灌注区。结果:与对照组相比,T2DM患者的脑血流量在后扣带回、楔前叶及双侧枕叶皮层明显降低(校正后P值<0.05)。进行部分体积校正后,这些结果未发生明显改变。相关分析发现,患者后扣带回的脑血流量在校正前后均与胰岛素抵抗水平呈负相关,且与画钟测试评分呈正相关。另一方面,枕叶的血流量在校正前后均与视觉记忆相关评分呈正相关。结论:T2DM患者在认知功能障碍的早期即出现脑血流灌注减低,且减低的形式较痴呆早期相似。更为重要的是,胰岛素抵抗水平增高与这些区域的血流灌注下降相关,预示着胰岛素抵抗可能是T2DM认知障碍发生的重要危险因素和治疗靶点。