成年煙霧病患者的模糊決策功能研究

鄔 攀,聶佳佳,蒿玉興,李 超,汪 凱,3,4,衛 玲,3,4

煙霧病 (moyamoya disease,MMD) 是一種可累及兒童、成人的病因不明的罕見腦血管疾病,特征為Willis環內主要動脈分支進行性狹窄,同時伴隨狹窄處煙霧血管形成[1]。除典型的腦卒中癥狀外,研究[2]表明MMD患者還可能存在多個認知功能障礙,如記憶力、語言與執行功能障礙等,而執行功能受損可能進一步影響模糊決策功能,這在部分精神分裂癥患者的決策研究中已經得到了證明[3-4]。

決策功能是一種高級認知功能,為調節有利和不利知覺的能力,并使回報結果達到最優化。決策功能包括勝負概率不確定的模糊決策以及勝負概率明確的風險決策[5]。目前決策功能研究廣泛應用于神經精神疾病及神經退行性疾病領域,然而有關MMD的決策研究相對有限。MMD患者的執行功能障礙是否會引起模糊決策功能改變仍未知,該研究旨在探索成年MMD患者的模糊決策功能以及與執行功能的相關性。

1 材料與方法

1.1 研究對象選取2021年11月—2023年03月于安徽醫科大學第一附屬醫院神經內、外科住院的成年MMD患者(MMD組)。入組標準:① 年齡在18歲以上,右利手,母語為漢語的華人,受教育程度為小學及以上;② 符合日本自發性威利斯環閉塞研究委員會制定的適用于中國的煙霧病診斷標準2021年修訂版,經過全腦血管造影確診為雙側煙霧病或單側煙霧病[6];③ 既往6個月內無腦卒中病史,且頭顱影像學檢查顯示患者顱內無明顯病灶或病灶直徑范圍在0～15 mm;④ 患者入組前未接受過任何外科手術干預;⑤ 本人同意完成整套認知功能測查。同期在患者家屬中選取健康對照 (health control, HC),HC組入組標準:① 年齡在18歲以上,右利手,母語為漢語的華人,受教育程度為小學及以上;② 本人同意完成整套認知功能測查。共同排除標準:① 存在影響認知功能的其他疾病,如阿爾茨海默病(Alzheimer′s disease, AD)、帕金森病(Parkinson′s disease, PD)等;② 存在全身重大系統性疾病如心臟病、自身免疫性疾病、精神疾病及藥物濫用等;③ 存在嚴重視力、聽力、語言及肢體運動功能障礙等不能完成相應測試量表;④ 漢密爾頓焦慮量表和漢密爾頓抑郁量表評分>7分。經過篩選,MMD組納入患者41例(男20,女21),年齡23～73(47.27±11.87)歲,教育年限6.0(2.5,8.0)年。HC組納入對照41例(男16,女25),年齡33～70(51.63±8.74)歲,教育年限7.0(5.0,8.0)年。本研究獲得安徽醫科大學第一附屬醫院倫理委員會批準(批號:2021H048),所有被試均簽署了書面知情同意書。

1.2 認知功能測查

1.2.1神經心理學背景測驗及執行功能檢測 在測試模糊決策功能前,為了控制其他認知因素對決策功能、執行功能造成的影響,所有被試均需完成神經心理學評估。評估內容包括:簡易智力量表(mini mental state examination, MMSE)、蒙特利爾認知評估量表(montreal cognitive assessment, MoCA)用于評估整體認知功能,中文聽覺詞匯學習測驗(Chinese auditory learning test, AVLT,包含即刻、延遲、再認)評估記憶功能,日常生活能力量表(activity of daily living, ADL)評估日常生活能力,Stroop色詞測驗 (stroop color word test,包含點-字-色字)、顏色數字連線測驗(color trail test,CTT,包含CTT-Ⅰ和CTT-Ⅱ)、詞匯流暢性測驗 (verbal fluency test, VFT,包含蔬菜、動物和“水”字頭)評估額葉執行功能,波士頓命名測驗(boston naming test, BNT)評估命名功能,數字廣度測驗(digits span, DS,包含順背以及倒背)、符號數字模式測驗(symbol digit modalities test, SDMT)評估注意力及處理速度。所有評估(包括后續的決策功能評估)均由同一位碩士研究生執行,并且經過安徽醫科大學第一附屬醫院神經心理實驗室統一培訓。

1.2.2模糊決策功能測驗 采用愛荷華博弈任務(Iowa gambling task, IGT)對兩組被試進行模糊決策功能測試。具體操作如下:電腦屏幕前顯示四副牌(1, 2, 3, 4), 起始資金2 000元,要求被試每次從4副牌中任意抽取1張, 每次選擇后屏幕出現3種可能:贏了xx元;輸了xx元;贏了xx元同時輸了xx元;最終目標是盡可能多地贏錢。試驗共計100次,每20次為1個模塊(Block),共5個Block,依次為Block1～5。其中牌1和牌2高回報伴隨高風險,凈收益為負值, 稱為不利備擇;牌3和牌4低回報伴隨低風險,凈收益為正值,稱為有利備擇。記錄的指標:總有利次數(選擇了牌3和牌4的總次數)、總不利次數(選擇了牌1和牌2的總次數)、凈剩值(選擇牌3和牌4的總次數與選擇牌1和牌2總次數的差值)。

1.3 統計學處理采用 SPSS 23.0統計軟件進行分析。服從正態分布的數據用均數±標準差表示,對于不服從正態分布的數據,用M(P25,P75)表示。采用獨立樣本t檢驗、曼-惠特尼U檢驗比較兩組被試的人口學資料、神經心理學資料之間的差異。采用重復測量方差分析 (ANOVA) 對兩組被試5個模塊(Block1～5)的凈剩值進行兩兩比較。使用Spearman檢驗進行相關性分析。P<0.05(雙側)為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組被試人口學資料及神經心理學測驗結果兩組被試在年齡 (t=-1.897,P=0.061)、性別(χ2=0.792,P=0.373)、受教育年限(Z=-1.773,P=0.076)方面差異均無統計學意義。見表1。MMD組在MMSE、MOCA、DS順背、DS倒背、VFT蔬菜、VFT水字頭、SDMT正確數、AVLT即刻記憶、延遲記憶及再認記憶中得分均低于HC組(均P<0.05);在CTT-I、CTT-II測查中,MMD組耗時時長明顯高于對照組,差異有統計學意義(均P<0.05);而VFT-動物、Stroop色詞測驗、BNT結果均無統計學意義。見表1。

2.2 兩組被試模糊決策功能測驗結果在IGT實驗中,MMD組和HC組總有利選擇次數分別為51.0(43.5,53.0)和56 (48,60),差異有統計學意義(Z=-2.782,P<0.010),總不利選擇次數分別為49.0 (47.0,56.5)和44.5 (40.0,52.0),差異有統計學意義(Z=-2.782,P<0.010)。見圖1。ANOVA結果顯示,MMD組在Block4(-2.15±5.15),Block5(0.00±4.40)的凈剩值分別低于HC組的Block4 (2.78±7.61),Block5(6.88±7.10),差異均有統計學意義(t=-3.433,P=0.001;t=-5.271,P<0.001);Block1(-0.83±3.32)的凈剩值高于HC組的Block1(-2.98±3.82),差異有統計學意義(t=2.715,P=0.008)。見表2。兩組被試整體任務進程曲線顯示:隨著實驗進行,從Block1～Block5,MMD組的凈剩值除在Block4處稍有下降外,整體曲線平緩,凈剩值變化幅度較小,無明顯增加;而HC組整體曲線呈上升趨勢,凈剩值變化幅度較大,逐漸遞增,Block4、Block5的凈剩值均顯著高于MMD組相應模塊的凈剩值(均P<0.001)。見圖2。

圖1 MMD組和HC組IGT總有利次數與總不利次數

圖2 兩組被試者IGT實驗的整體任務進程

表2 兩組被試5個Block凈剩值情況

2.3 IGT指標與執行功能的相關性分析在控制了MMSE、MOCA,以及AVLT指標后,MMD組IGT指標與執行功能的Spearman相關性分析顯示IGT凈剩值、總有利次數、總不利次數分別與處理速度、工作記憶、注意力及干擾抑制等執行功能均無顯著相關(均P>0.05)。見表3。

表3 MMD組IGT各指標與執行功能指標的相關性(r)

3 討論

該研究結果表明MMD患者存在廣泛的認知損害,包括整體認知功能、語言、記憶以及執行功能,這與以往的研究結論一致[2]。在IGT任務中,MMD患者的有利選擇次數明顯低于HC組,不利選擇次數明顯高于HC組;隨著實驗進行,HC組Block1～5的凈剩值逐漸遞增,體現了他們選牌策略的調整,而MMD組并未顯現出類似變化,表明MMD患者的模糊決策功能受損,可能源于他們對于輸錢的不敏感性。該研究為深入探索MMD患者的決策功能提供了新的見解,有利于指導臨床醫生對MMD患者的認知障礙篩查。MMD患者在日常決策中,對于不管消極結果還是積極結果的不敏感性,導致他們可能無法根據反饋的信息及時作出正確的調整,學者將這種現象稱之為“對未來的近視”[7]。

研究[8]表明以舞蹈癥為表現的MMD患者,其臨床癥狀與紋狀體血流量相關,進而提出紋狀體低灌注引起多巴胺代謝異常可能是其出現舞蹈癥的病理機制。然而紋狀體灌注異常不僅出現在以舞蹈癥為表現的MMD患者中,另有研究[9]表明以腦梗死起病的MMD患者也存在紋狀體低灌注的情況,提示MMD患者的紋狀體血流動力學受損可能較為普遍。此外,研究[8]表明PD患者存在模糊決策功能損害,并且與服用多巴胺激動劑顯著相關,提示額葉-紋狀體環路的多巴胺代謝對于模糊決策功能的重要性。據此該研究推測成年MMD患者模糊決策功能受損的機制之一可能是通過干擾額葉-紋狀體環路,影響多巴胺代謝,進而改變決策功能。

神經影像學研究[10]表明模糊決策功能的神經機制可能涉及多個解剖結構,包括扣帶回、眶額葉及腹內側前額葉、紋狀體在內的神經網絡,其中包含額葉多個亞區,因此研究者也稱之為額葉邊緣環路。且研究[11]表明此環路中的神經結構發生損傷,患者可能出現目標導向錯誤。同時研究[12]表明MMD患者可能存在包括扣帶回、放射冠、上縱束、額枕束的彌漫性白質損傷,以及包括扣帶回皮層以及額葉皮層的廣泛萎縮。因此MMD患者模糊決策功能受損的另一個機制可能源于顱內彌漫性的微結構損傷波及額葉邊緣環路。未來還需要更多相關的驗證性研究。

執行功能、決策功能均屬于高級社會認知功能,長期以來有關兩者的關系一直存在爭議。執行功能主要包括行為抑制、工作記憶、認知靈活性三個核心內容[13]。有學者[14]利用Stroop任務發現藥物濫用患者的干擾抑制與IGT呈負相關,而另一項研究[7]采用同樣的方法發現AD患者的執行抑制與IGT無明顯相關。類似地,研究者利用數字廣度任務發現癲癇患者的工作記憶與IGT相關[13];而另一項研究[15]利用延遲匹配樣本任務卻未發現精神分裂癥患者工作記憶與IGT的相關性。該研究結果顯示MMD患者的執行功能與IGT不存在相關性。這些研究結果不一致可能與執行功能下存在多個子成分,不同研究針對的成分不同且測試時采用了不同的測查方法,以及疾病本身的異質性有關。

綜上所述,成年MMD患者可能存在模糊決策功能受損,表現為不能及時利用反饋信息調整策略進而指導決策行為實現最終目標。因此,在日常生活工作中,MMD患者可能因為模糊決策功能受損做出錯誤的決策行為進而影響他們的工作效率和生活質量。該研究也存在一些不足之處。首先,樣本量有限,沒有根據MMD患者的臨床表型進行亞組認知功能比較;其次,沒有結合神經影像技術探索MMD患者模糊決策功能受損的有關機制。后期將加強病例收集,聯合功能磁共振成技術進一步探究MMD患者模糊決策功能改變的神經機制。