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责编︱王思珍
偏头痛是一种常见的神经系统疾病，影响全球约14%的人口。这种疾病以严重头痛发作为特征，对患者及其家庭生活质量造成极大影响，研究表明，偏头痛患者在急性发作期和发作间期均可能表现出认知损伤，尤其是在注意方面。然而，这些损伤目前未被充分认识和治疗。
2024年11月11日，解放军总医院神经内科医学部董钊教授团队，联合中国科学院心理研究所胡理研究员团队在Journal of Headache and Pain上发表了题为“Attentional network deficits in patients with migraine: behavioral and electrophysiological evidence”的研究，结合行为和脑电记录，系统性地对比了偏头痛患者和健康被试在各注意功能上的差异，并通过这些差异指标建立了分类预测模型以区分患者与健康对照，同时建立了回归模型以预测偏头痛患者的临床特征。该研究促进了对偏头痛患者存在的注意功能障碍的深入认知，为新型诊断和治疗方案提供依据。（拓展阅读：董钊等课题组相关研究进展，详见“逻辑神经科学”报道（点击阅读）：Cereb Cortex︱董钊/赵虎林/郑楠团队共同揭示针刺阳陵泉对躯体感觉和运动皮层的神经调控机制；iScience︱董钊/赵虎林/叶建宏多学科团队基于立体定向脑电图开启个性化脑深部电刺激——难治性头痛患者的试点研究 ；J Headache Pain︱解放军总医院于生元/董钊团队揭示正丁基苯酞对硝酸甘油诱导的偏头痛模型小鼠的治疗潜力；SmartMat︱于生元/董钊/宋延林/苏萌团队合作研发光子晶体纳米芯片用于快速检测偏头痛生物标志物；iScience︱解放军总医院于生元/董钊团队发现Annexin A1在药物过量性头痛中的潜在镇痛作用 ；Ann Neurol︱解放军总医院于生元/董钊团队揭示偏头痛重叠连边社区的丘脑-皮层异常交互模式）
注意网络理论认为，注意由三个独立但相互作用的网络组成：警觉、定向和执行控制。这些网络在探测、选择和组织内外信息以促进适应性行为反应方面起关键作用。然而，目前针对偏头痛伴随认知障碍的研究大多只关注了执行控制功能，缺乏对全面的注意功能进行检测。同时，将临床评估与脑电分析相结合的研究仍较为稀缺。基于此，该研究采用较为全面的注意网络任务版本（ANTI-Vea；图 1），结合脑电记录，系统性地评估了偏头痛患者的整体注意水平和五种注意功能：通过警告信号诱发的阶段性警觉、位置线索诱发的朝向或重定向、目标与干扰刺激一致性诱发的执行控制、维持对偶发刺激做出特定反应的执行警戒功能以及维持对偶发刺激快速稳定反应的唤醒警戒功能。该研究共纳入了52名发作间期的偏头痛患者和34名健康被试。
图1 ANTI-Vea任务
首先从整体注意水平来看，与健康被试相比，偏头痛患者存在整体注意水平下降，表现在其反效率分数（inverse efficiency score；反应时/正确率）显著增加，且运动感觉区g频段事件相关同步化（g-ERS）更弱，同时视觉皮层在信息处理过程中的高频a活动更强（图2），可能分别体现了偏头痛患者运动相关神经资源投入较弱，以及存在视觉皮层活动抑制。
图2 偏头痛患者的运动相关g活动更弱且视觉皮层a活动更强
其次，该文章与前人研究一致，发现了偏头痛患者存在对多通道刺激的超敏，表现为感官刺激能够诱发其表现出更大的事件相关电位，例如更大的听觉诱发N1成分的振幅（图3）。
图3 偏头痛患者表现出更大的听觉诱发N1成分振幅
偏头痛患者存在警戒系统损伤是该研究的另一重要发现。文章指出，健康被试在任务后期能够通过增加资源投入（即增大的P1振幅；图4）维持高水平执行警戒，而偏头痛患者虽然在早期表现出对外部刺激的高度敏感，但后期无法增加与健康被试同等的注意资源投入。同时，在测量唤醒警戒的试次中，偏头痛患者与健康对照组相比个体内反应时变异性更大，这体现了偏头痛患者无法长时间维持对偶发目标刺激的快速稳定探测。
图4 偏头痛患者与健康被试的执行警戒功能对比
最后，研究者通过组间对比筛选出的偏头痛患者存在损伤的注意相关指标，建立了基于极端梯度提升（extreme gradient boosting，XGB）的分类模型和回归模型（图5）。结合留一交叉验证方法，分类器预测个体是否为偏头痛患者的F1分数达到0.762，预测正确率为0.779。回归模型预测结果显示偏头痛患者存在的注意损伤能够有效预测患者在过去三个月内的平均偏头痛发作频率，预测值与实际值存在显著正相关关系。
图5 分类模型和回归模型
该研究通过 ANTI-Vea 任务系统性地测量了发作间期的偏头痛患者存在的注意功能损伤，发现偏头痛患者表现出对外部刺激的过度敏感、整体注意功能下降以及行为和脑电生理水平的警戒系统损伤。重要的是，这些损害可以区分偏头痛患者和健康被试，并预测偏头痛患者的头痛发作频率。未来的研究可对处于不同偏头痛亚型和分期的患者的偏头痛损伤进行进一步的测量，以明确该研究结果的敏感性以及适用范围。该研究促进了我们对偏头痛患者注意损伤的认知，提示临床在注重缓解患者疼痛症状的同时，还应关注其认知功能变化，适时调整治疗方案，从多方面改善患者感受，提高其生活福祉。
中国科学院心理研究所博士生陈钰昕为该文章第一作者，解放军总医院神经内科硕士生谢思远为文章共同第一作者。解放军总医院神经内科医学部董钊教授、中国科学院心理研究所吕雪靖副研究员为本文共同通讯作者。
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