Abstract
Brain functional connectivity (FC) is defined as the coherence in the activity between cerebral areas under a task or in the resting-state (RS). Dzięki zastosowaniu funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI), RS FC pokazuje kilka wzorców, które definiują sieci mózgowe RS (RSNs) zaangażowane w określone funkcje, ponieważ wiadomo, że funkcje mózgu zależą nie tylko od aktywności w poszczególnych regionach, ale także od funkcjonalnej interakcji różnych obszarów w całym mózgu. Analiza regionów zainteresowania i analiza składowych niezależnych to dwie najczęściej stosowane metody badania RSN. Stwardnienie rozsiane (SM) charakteryzuje się licznymi zmianami dotyczącymi głównie istoty białej, determinującymi zarówno strukturalne, jak i funkcjonalne rozłączenie pomiędzy różnymi obszarami ośrodkowego układu nerwowego. Badanie RS FC w MS ma na celu przede wszystkim zrozumienie zmian w wewnętrznej architekturze funkcjonalnej mózgu oraz ich roli w progresji choroby i pogorszeniu stanu klinicznego. W niniejszej pracy przeanalizowane zostaną wyniki uzyskane dzięki zastosowaniu RS fMRI w różnych fenotypach stwardnienia rozsianego (MS) oraz korelacje zmian FC z cechami klinicznymi w tej patologii. Poznanie zmian RS FC może stanowić istotny krok naprzód w dziedzinie badań nad SM, zarówno dla celów klinicznych, jak i terapeutycznych.
1. Wstęp
Stwardnienie rozsiane (SM) jest chorobą zapalną i zwyrodnieniową ośrodkowego układu nerwowego (OUN). Charakteryzuje się występowaniem licznych zmian chorobowych dotyczących głównie istoty białej, z następowym strukturalnym i funkcjonalnym rozłączeniem pomiędzy różnymi obszarami OUN, co skutkuje szerokim zakresem oznak i objawów.
Funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI) podczas wykonywania różnych zadań dostarczył dużej ilości danych wskazujących na zmiany funkcjonalne u pacjentów z SM, ogólnie interpretowane jako adaptacyjne zmiany plastyczne mające na celu ograniczenie klinicznych skutków choroby. Ostatnio, badania fMRI w stanie spoczynku (resting-state – RS) pozwoliły na poznanie połączeń funkcjonalnych (functional connectivity – FC) mózgu. Aspekt ten jest szczególnie interesujący w stwardnieniu rozsianym, które zaliczane jest do zespołów rozłączeniowych. Badanie RS FC w MS ma na celu przede wszystkim zrozumienie zmian w wewnętrznej architekturze funkcjonalnej mózgu oraz ich roli w progresji choroby i pogorszeniu stanu klinicznego. RS fMRI może być wykorzystany do identyfikacji anatomicznie odrębnych, choć funkcjonalnie połączonych, regionów mózgu konfigurujących specyficzne sieci RS. W przeciwieństwie do fMRI podczas wykonywania zadania, na RS fMRI nie ma wpływu wykonanie zadania, które może różnić się od tego u osób zdrowych, zwłaszcza u pacjentów z niepełnosprawnością kliniczną.
W tym krótkim przeglądzie zamierzamy wyjaśnić fizjologiczne aspekty leżące u podstaw mózgowego RS FC i opisać podejścia metodologiczne do jego analizy. Następnie skupimy się na zastosowaniach RS fMRI w różnych fenotypach MS, rozważając również korelacje pomiędzy upośledzeniem klinicznym a zmianami FC zarówno wewnątrz- jak i międzysieciowymi w MS. Zmiany funkcjonalne niekoniecznie reprezentują adaptacyjną neuroplastyczność, której celem jest utrzymanie prawidłowej funkcji pomimo rozległego patologicznego zajęcia OUN; w niektórych przypadkach mogą one reprezentować nieefektywną lub nawet pogarszającą się próbę kompensacji uszkodzenia tkanek, czyli plastyczność maladaptacyjną. Korelacje między zmianami w FC a poziomem upośledzenia klinicznego mogłyby pomóc w rozróżnieniu między korzystnymi i niekorzystnymi zmianami neuroplastycznymi.
Na koniec krótko naświetlamy niektóre z najbardziej obiecujących kierunków dalszych badań RS FC w MS.
2. Resting-State fMRI: Physiological Bases
Aktywność mózgu była zwykle uważana za odpowiedź na bodźce zewnętrzne i wewnętrzne, chociaż zorganizowana aktywność została również wykazana w stanie spoczynku. Funkcjonalny rezonans magnetyczny w stanie spoczynku (RS fMRI) jest używany do analizy funkcjonalnej spójności w aktywności różnych obszarów mózgu, czyli funkcjonalnej łączności, w stanie spoczynku (RS FC). Technika ta wykrywa spontaniczne niskoczęstotliwościowe fluktuacje (w przybliżeniu w zakresie 0,01-0,1 Hz) sygnału zależnego od poziomu tlenu we krwi (BOLD), które są czasowo spójne w anatomicznie oddzielonych sieciach (RSNs) i które reprezentują dobrze zorganizowaną aktywność mózgu. Sygnał BOLD, na którym opiera się fMRI, wynika ze zmian w stężeniu odtlenowanej hemoglobiny, endogennego paramagnetycznego środka kontrastowego, co powoduje zmniejszenie lokalnego pola magnetycznego, które można wykryć w obrazowaniu T2-ważonym echo-planarnym. Kiedy obszar mózgu jest aktywowany, mózgowy przepływ krwi i prędkość wzrastają w większym stopniu niż ekstrakcja O2 , podnosząc w ten sposób poziom natlenienia krwi, co z kolei zwiększa sygnał MRI. Sygnał BOLD odzwierciedla specyficzne zdarzenia biologiczne i funkcjonalne i uważa się, że wynika ze zwiększonej aktywności neuronalnej spowodowanej kombinacją mechanizmów biologicznych, w tym efektów neuroprzekaźników, jonów i innych metabolitów. Niemniej jednak nie jest jeszcze jasne, czy fluktuacje sygnału BOLD reprezentują zmiany w fizjologii mózgu, które są niezależne od funkcji neuronów, czy też odzwierciedlają podstawową aktywność neuronów. Niektóre badania sugerują, że fluktuacje RS są nieodłączną właściwością mózgu, ponieważ utrzymują się w różnych warunkach, takich jak sen, znieczulenie i wykonywanie zadań. Z drugiej strony, neuronalne pochodzenie aktywności BOLD jest wspierane przez badania oparte na połączeniu fMRI i pozytonowej tomografii emisyjnej (PET), które podkreśliły zaangażowanie samej istoty szarej (GM) w znaczących wokselach , przez badania oparte na połączeniu fMRI i elektroencefalogramów, które ujawniły korelację między sygnałem BOLD i korową aktywnością elektryczną oraz przez badania, które podkreśliły zmiany RSN wywołane przez choroby neurologiczne .
3. Resting-State fMRI: Methodological Approaches
Aby zapewnić jak najlepsze warunki do badań RS, osoby badane są zwykle instruowane, aby pozostały przytomne, spokojne i nieruchome w skanerze, aby utrwaliły określony punkt lub zamknęły oczy, i aby starały się nie myśleć o niczym. Użycie wysokiego pola magnetycznego jest zwykle lepsze, gdyż pozwala łatwiej wykryć zmiany sygnału, które są proporcjonalne do głównego pola magnetycznego, oraz skuteczniej oddzielić częstotliwości szumów od właściwych RSN ze względu na krótki czas relaksacji. Celem zastosowania fMRI jest wykrycie różnych RSN i zbadanie ich udziału w określonych funkcjach. Dwie najczęściej stosowane metody badania RS to analiza regionu zainteresowania (ROI) oraz badanie całego mózgu, przy czym ta ostatnia polega głównie na analizie niezależnych składowych (ICA). Analiza ROI koreluje przebieg czasowy predefiniowanego ROI z innymi wokselami mózgu, zgodnie z detekcją spójnych fluktuacji BOLD. Jednakże, podejście to jest ograniczone przez względną arbitralność wyboru ROI. ICA jest natomiast podejściem opartym na danych i obejmującym cały mózg, zaprojektowanym w celu rozdzielenia wielowariantowego sygnału na jego subkomponenty, dostarczając w ten sposób pojedynczy sygnał z kompleksu sygnałów. ICA jest stosowana bez żadnych hipotez a priori i przy założeniu statystycznej niezależności źródeł, a sygnał BOLD jest rozkładany na przestrzennie i czasowo odrębne mapy z ich własnymi przebiegami czasowymi. Każda mapa może być interpretowana jako sieć regionów mózgu, które wykazują podobne fluktuacje BOLD w czasie. Jedną z kwestii, którą należy wziąć pod uwagę przy wykrywaniu RSN, zarówno przy użyciu analizy regionalnej, jak i analizy całego mózgu, jest obecność możliwych artefaktów związanych z ruchem i szumem fizjologicznym, czyli cyklami pracy serca i oddychania. Niemniej jednak wykazano różnicę częstotliwości pomiędzy RSN a szumem, przy czym te pierwsze charakteryzują się fluktuacjami o częstotliwości 0,01-0,1 Hz, a te drugie 0,3-1 Hz . Biorąc pod uwagę znaczenie usuwania sygnałów zakłócających dla poprawy jakości danych, sygnały szumu są obecnie powszechnie monitorowane za pomocą specjalnego oprogramowania, które retrospektywnie koryguje dane fMRI . Podobnie, inne źródła regionalnie specyficznego szumu, takie jak sygnały z istoty białej (WM) i płynu mózgowo-rdzeniowego (CSF), powinny być brane pod uwagę i usuwane podczas analizy, ponieważ sygnał BOLD w tych regionach jest bardziej podatny na artefakt niż w korowej GM . Pomimo wszystkich kwestii technicznych, które są zaangażowane w zbieranie danych RS BOLD, nie osiągnięto jeszcze konsensusu co do potrzeby precyzyjnego ustawienia eksperymentalnego. Niemniej jednak, wykrycie wielu systemów neuroanatomicznych, których spontaniczna aktywność jest spójna, doprowadziło do identyfikacji specyficznych funkcjonalnych RSN. Najbardziej znane z tych systemów to sieci trybu domyślnego, sensoryczno-motoryczne, uwagi grzbietowej, wzrokowe, funkcji wykonawczych, słuchowe, lateralizowane sieci czołowo-ciemieniowe, salience, móżdżkowe i zwojów podstawy (patrz Rycina 1). Ostatnio wykazano również zmiany w metryce FC w czasie, co dało początek charakterystyce dynamicznej FC. Powstająca literatura, wykorzystująca nowe techniki analizy, takie jak analiza okien przesuwnych, analiza koherencji czasowo-częstotliwościowej i elastyczna strategia regresji oparta na metryce najmniejszych kwadratów ze zmiennymi w czasie parametrami, sugeruje, że dynamiczne metryki FC mogą wskazywać na istnienie zmian w makroskopowych wzorcach aktywności neuronalnej, prawdopodobnie związanych z warunkami behawioralnymi. Jednakże, ograniczenia związane z analizą i interpretacją pozostają i nie jest jeszcze jasne, czy dynamiczna FC składa się z powtarzalności wielu dyskretnych wzorców, czy jest to prosta zmienność wzorca w czasie.
Brain function is widely known to depend not only on the activity of individual regions, but also on the functional interaction of different areas across the whole brain through the so-called connectomes . Connectomy są projekcjami aksonalnymi, które umożliwiają funkcjonalną komunikację pomiędzy anatomicznie odrębnymi regionami mózgu. Najnowsze techniki przetwarzania umożliwiają badanie wielkoskalowych połączeń funkcjonalnych, pozwalając tym samym na stworzenie macierzowego grafu połączeń mózgowych. Wielkoskalowa łączność sieciowa jest zwykle reprezentowana jako graf składający się z regionów mózgu (węzłów), które są wzajemnie połączone (krawędzie). W skrócie, po wstępnym zdefiniowaniu węzłów obliczana jest macierz połączeń funkcjonalnych między węzłami, przy czym jako krawędzie klasyfikowane są tylko połączenia wyższe od ustalonego progu. Łączność funkcjonalna jest przedstawiana jako statystyczny współczynnik korelacji koherencji sygnału BOLD pomiędzy różnymi sieciami. Struktura sieci może być zaprojektowana zgodnie z charakterystyką pewnych wartości grafu, takich jak współczynnik grupowania, długość ścieżki, centralność, stopień i modularność węzła, podkreślając w ten sposób specyficzny wzór organizacji. Wykazano, że globalna łączność sieciowa mózgu prezentuje organizację małego świata, która jest daleka od przypadkowości, charakteryzuje się wysokim poziomem lokalnych połączeń między węzłami i bardzo krótką długością ścieżki, która konfiguruje tak zwany „hub” i niską obecnością długich połączeń między hubami; ta organizacja sieci podnosi wydajność i znacznie zmniejsza redundancję . Wykazano również tzw. organizację „rich-club”, polegającą na obecności gęściej połączonych hubów wysokiego rzędu. Zjawisko „rich-club” dostarcza ważnych informacji o strukturze wyższego rzędu sieci, szczególnie o hierarchii i specjalizacji.
Patologie neurologiczne mogą zmieniać interakcje węzłów, zaburzając w ten sposób integrację systemów i pogarszając ich funkcjonowanie.
4. Resting-State FMRI: Application in Multiple Sclerosis
Postępy w zrozumieniu FC i roli jego zmian w patofizjologii ludzkiego mózgu daje badanie choroby takiej jak SM. W rzeczywistości, MS charakteryzuje się szczególnie rozległym i ciężkim uszkodzeniem głównie w istocie białej, które może powodować zmiany FC wtórne do strukturalnego rozłączenia między węzłami RSN.
Nieprawidłowości RSNs zostały znalezione w prawie wszystkich fenotypach stwardnienia rozsianego (MS).
FC jest większy w specyficznych obszarach mózgu wielu RSNs u pacjentów z klinicznie izolowanym zespołem (CIS) niż w albo zdrowych osobach (HS) albo relapsing-remitting MS (RR-MS) pacjentach, nawet jeśli GM objętość i WM integralność są zachowane . Wyniki te sugerują, że spójność aktywności mózgowej wzrasta w najwcześniejszej fazie choroby, prawdopodobnie jako zjawisko kompensacyjne, a następnie jest tracona w późnej fazie choroby w wyniku progresji uszkodzeń strukturalnych. Jednak nie osiągnięto jeszcze porozumienia co do rzeczywistego znaczenia zmian w fMRI we wczesnej fazie MS: nawet jeśli hipoteza kompensacyjna nadal przeważa, w jednym badaniu odnotowano niższe globalne wartości koherencji czasowej u pacjentów z CIS.
Wyniki badania RS fMRI były tylko częściowo zgodne, gdy badano osoby z RR MS, prawdopodobnie z powodu szerokiego spektrum cech klinicznych, które są swoiste dla tego fenotypu, jak również różnych podejść metodologicznych. U osób z RR-MS stwierdzono rozległe nieprawidłowości w FC: niektóre badania wskazywały na znaczący wzrost poziomu globalnej łączności, a inne na obniżenie FC. Obniżenie FC jest zgodne z wynikami badań perfuzyjnych PET i MRI, które wykazały rozproszony hipometabolizm mózgu i hipoperfuzję w tym stanie, prawdopodobnie z powodu stopniowego gromadzenia się uszkodzeń strukturalnych. Wzrost FC zamiast tego jest bardziej złożonym wydarzeniem; chociaż jest to ogólnie uważane za adaptacyjną próbę kompensacji uszkodzenia tkanek, nie można całkowicie wykluczyć alternatywnej hipotezy, że wzrost FC może reprezentować maladaptacyjną plastyczność lub epifenomen procesu patologicznego. Wreszcie, w niektórych badaniach stwierdzono, że określone sieci, tj. wzgórzowa RSN i DMN, mogą wykazywać zarówno znacznie słabsze połączenia z niektórymi regionami mózgu, jak i silniejsze połączenia z innymi, co sugeruje, że istnieje redystrybucja połączeń, oprócz ogólnego trendu globalnie zwiększonej lub zmniejszonej FC w MS .
Tylko kilka badań koncentrowało się na progresywnych fenotypach MS . W ostatniej pracy, która badała zmiany FC w RR i wtórnie postępującym (SP) MS, autorzy znaleźli zwiększoną FC w obu grupach pacjentów; jednak specyficzne zmiany w obu kierunkach były obserwowane również między grupami RR i SP MS. Co ciekawe, te zmiany FC wydają się być równoległe do stanu klinicznego pacjentów i zdolności do kompensacji nasilenia klinicznych/poznawczych niepełnosprawności, wspierając kompensacyjną rolę funkcjonalnej reorganizacji .
W badaniu obejmującym pacjentów z pierwotnie postępującym (PP) i SP MS, w porównaniu z HS, stwierdzono obniżenie FC w niektórych obszarach DMN w obu grupach pacjentów; FC w przednich komponentach DMN była skorelowana z zaburzeniami poznawczymi. Kiedy porównano pacjentów z SP i PP MS, stwierdzono wyższy FC w przedniej części kory zakrętu obręczy w SP .
Podsumowując te wyniki, można stwierdzić, że nie ma prostej zależności między zmianami RSNs a fenotypem klinicznym, co sugeruje decydującą rolę specyficznych cech klinicznych i genetycznych pojedynczych osób w określaniu funkcjonalnej odpowiedzi na chorobę.
5. fMRI Functional Connectivity Changes and Their Correlation with Clinical Disability
5.1. Within-Network Connectivity
Korelacje zmian FC w obrębie sieci z parametrami klinicznymi MS były szeroko opisywane w MS . Chociaż udowodniono zdolność RS fMRI do wykrywania reorganizacji funkcjonalnej mózgu w MS, rola zmian FC w patogenezie MS, jak również potencjalny związek między reorganizacją sieci w stanie spoczynku a niepełnosprawnością kliniczną, pozostaje nie do końca poznana.
Wielokrotnie zgłaszano ujemną korelację między siłą FC a niepełnosprawnością kliniczną; w nielicznych badaniach odnotowano dodatnią korelację między siłą FC a niepełnosprawnością kliniczną. Rozbieżne wyniki między badaniami mogą wynikać nie tylko z różnic w populacjach pacjentów i analizie danych, ale także z uwzględnionej funkcji klinicznej i analizowanych specyficznych RSN.
W odniesieniu do korelacji między siecią motoryczną a niepełnosprawnością kliniczną, ostatnia praca ujawniła związek między zmniejszoną łącznością wewnątrzsieciową w sieci motorycznej a wyższym poziomem ciężkości choroby u pacjentów z RR MS, wskazując tym samym na możliwość, że zmiany w stanie spoczynku mogą służyć jako biomarker postępu choroby. Z drugiej strony, zwiększona łączność w lewym obszarze przedruchowym okazała się być związana z większą niepełnosprawnością kliniczną w RR MS, ale nie w SP MS . Wyniki te sugerują, że nawet jeśli progresja choroby jest związana z zaburzeniami FC w obrębie sieci motorycznej, zwiększone FC w określonych obszarach motorycznych może stanowić próbę kompensacji upośledzenia funkcji, przynajmniej w RR MS.
W odniesieniu do korelacji między zmianami FC a wydajnością poznawczą, która wynika z interakcji kilku złożonych funkcji mózgu zaangażowanych w poznanie, czyli pamięci roboczej, uwagi i funkcji wykonawczych, interpretacja wyników jest bardziej złożona. Stwierdzono, że zwiększona, zmniejszona oraz zarówno zwiększona, jak i zmniejszona FC w obrębie sieci uwagi długotrwałej wiąże się z wynikami poznawczymi w MS. Stwierdzono, że obniżenie FC w przednich składowych DMN koreluje z narastaniem deficytów poznawczych u pacjentów z postępującym SM. Bonavita i wsp. potwierdzili dysfunkcję przedniej części DMN również w RR MS; co więcej, stwierdzili, że pacjenci z RR MS wykazywali również podwyższoną FC w tylnych składowych DMN, która była bardziej wyraźna u pacjentów zachowanych poznawczo. Ostatnie badanie przeprowadzone na heterogennej grupie chorych na SM wykazało, że obniżonej sprawności poznawczej towarzyszy obniżona FC we wszystkich głównych RSN i jest ona również bezpośrednio związana z uszkodzeniem mózgu. Z drugiej strony, w innym badaniu dotyczącym RR MS, skoncentrowanym na RSN wzgórza, odnotowano zmniejszoną wydajność związaną ze zwiększoną FC, co sugeruje, że zmiany neuroplastyczne nie są w stanie w pełni zrekompensować dysfunkcji poznawczych .
Podjęte razem, wyniki te pokazują, że reorganizacja RSN jest ściśle związana z niepełnosprawnością poznawczą w MS. Na podstawie tego silnego związku, zmiany FC zostały zaproponowane jako obiecujące markery zastępcze obciążenia chorobą, jak również użyteczne narzędzia do monitorowania strategii rehabilitacyjnych w MS. Istotnie, wykazano, że rehabilitacja poznawcza koreluje ze zmianami w RS FC regionów mózgu obsługujących trenowane funkcje
5.2. Large-Scale Network Connectivity
Badania łączności sieciowej na dużą skalę zostały zastosowane w stwardnieniu rozsianym z próbą uzyskania globalnego obrazu rozproszonych wzorców nieprawidłowości FC również w związku z uszkodzeniem strukturalnym i niepełnosprawnością.
Nieprawidłowości w FC sieci na dużą skalę zostały wykazane u pacjentów ze stwardnieniem rozsianym, przy czym rozłączenie wydaje się być proporcjonalne do zakresu zmian i skorelowane z ciężkością niepełnosprawności. Zaangażowanie RSN rozłączenia w MS jest szeroko rozpowszechnione i obejmuje motoryczne, wrażliwe, wizualne i poznawcze nieprawidłowości funkcji sieci. FC jest zwykle zmniejszona w całym mózgu. Na przykład wykazano, że obniżona FC w regionach podkorowych i korowych oraz połączeniach kontralateralnych jest związana z obciążeniem zmian i jest w stanie odróżnić pacjentów z SM od osób z grupy kontrolnej z czułością 82% i swoistością 86%. Ponadto, FC w sieciach uwagi jest silniejsza u pacjentów zachowanych poznawczo niż u pacjentów z zaburzeniami poznawczymi i jest skorelowana z mniejszym uszkodzeniem strukturalnym. Zmniejszona integracja funkcjonalna między oddzielnymi obszarami została również stwierdzona we wczesnych stadiach SM. Wyniki te sugerują, że funkcjonalne rozłączenie jest równoległe zarówno do uszkodzenia strukturalnego, jak i klinicznego upośledzenia.
W przeciwieństwie do tego, wyższy stopień łączności między RSN związanymi z funkcjami wzrokowymi jest skorelowany z większym obciążeniem chorobowym, pomimo zmniejszonej łączności wewnątrzsieciowej w innych obszarach. To odkrycie może być interpretowane jako skupione wydarzenie w ramach globalnej reorganizacji FC mózgu w trakcie choroby. Hipoteza ta jest wspierana przez znalezienie rozległej redystrybucji modularności w MS, z niektórymi RSN wykazującymi zmniejszoną łączność, częściowo również z powodu obciążenia zmianami i upośledzenia klinicznego, a innymi wykazującymi zwiększoną łączność .
Analiza łączności na dużą skalę, gdy jest stosowana u pacjentów w porównaniu z kontrolami, może podkreślić różnice w organizacji funkcjonalnej całej sieci mózgu między tymi dwiema grupami. W związku z tym zaproponowano wielkoskalową analizę FC jako obiecujące narzędzie do odróżniania osób z MS od osób z HS, do zrozumienia funkcjonalnego podłoża niepełnosprawności klinicznej oraz do monitorowania efektów terapii. Konieczne są jednak dalsze badania w celu wyjaśnienia właściwego znaczenia tych zmian oraz tego, czy modyfikacje funkcjonalne ograniczają kliniczny wpływ choroby, czy też przeciwnie, są biomarkerem jej ciężkości.
6. Dyskusja i przyszłe kierunki
Technika fMRI pozwala na wykrycie połączeń funkcjonalnych w całym mózgu. Jej zastosowanie w patologii neurologicznej, jaką jest stwardnienie rozsiane, może dostarczyć cennych informacji na temat zmian neuronalnych zachodzących po uszkodzeniu, a tym samym pomóc w zrozumieniu patofizjologii choroby i możliwych podejść terapeutycznych. Szeroko rozpowszechnione zaburzenia połączeń są widoczne zarówno w obrębie, jak i pomiędzy RSN u pacjentów z MS, ale niestety wyniki nie zawsze są zgodne, a znaczenie zmian fMRI w MS nie jest całkowicie jasne. Dodatkowo, badania RS fMRI są ograniczone przez zakłócenia artefaktów szumu, takich jak zdarzenia oddechowe lub sercowe, które mogą być częściowo odpowiedzialne za te niezgodności i mogą również wyjaśniać, przynajmniej częściowo, rozbieżne wyniki fMRI w podobnych fenotypach MS w różnych badaniach. Inną kwestią, która może wpływać na jednorodność wyników, mogą być różnice między pacjentami, tj. pod względem czasu trwania choroby, w obrębie tej samej kohorty lub między kohortami o podobnym fenotypie choroby. Problem ten może również wpływać na korelacje między wynikami FC a miarami behawioralnymi, gdyż nie zawsze wykazują one te same kierunki. W związku z tym, znaczenie zmian w fMRI w patologii neurologicznej, w kontekście mechanizmów kompensacyjnych lub maladaptacyjnych, nie zostało jeszcze wyjaśnione. Pomimo rozbieżnych wyników, zwiększona FC w RSNs była wielokrotnie zgłaszana i interpretowana jako adaptacyjna reorganizacja mózgu; hipotezę tę wspiera fakt, że zwiększona łączność RS u pacjentów z MS zwykle występuje w obszarach mózgu z rozległymi połączeniami korowymi . Jednak to adaptacyjne zjawisko może być skończonym procesem, który jest obecny we wczesnych stadiach choroby, ale jest tracony w bardziej zaawansowanych stadiach, kiedy uszkodzenie strukturalne i upośledzenie kliniczne są zbyt poważne, aby można je było skompensować. Rzeczywiście, wzrost funkcjonalnego sprzężenia między niektórymi obszarami sieci motorycznej, który jest równoległy do rosnącej niepełnosprawności, wydaje się być ograniczony do stadium RR choroby i jest tracony w bardziej zaawansowanych stadiach; podobnie, FC w niektórych regionach DMN jest wyższy w poznawczo zachowanych niż w poznawczo dotkniętych pacjentach RRMS .
Charakterystyka dynamiki RS , analiza teoretyczna grafu w celu zbadania właściwości sieci mózgowej oraz integracja danych RS fMRI z innymi technikami, tj. przezczaszkową stymulacją magnetyczną i PET, mogą zapewnić w najbliższej przyszłości nowy wgląd w patofizjologię SM dla celów klinicznych i terapeutycznych.
Konflikt interesów
Autorzy oświadczają, że nie istnieje żaden konflikt interesów dotyczący publikacji tego artykułu.