阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）是一种常见的睡眠无序呼吸疾病，儿童患有OSA的比例约为1.2％-5.7％，成年男性患有OSA的比例约为24％，成年女性患有OSA的比例约为9％（30-60岁）。OSA的特征在于复发性局部（缺钙）或完全（呼吸暂停）上气道阻断，其通常伴有睡眠障碍（睡眠碎片或睡眠剥夺）和间歇性低氧血症。此外，一些研究报告说，睡眠破碎，睡眠剥夺和间歇性低氧血症与认知功能障碍相关，常常伴随具有各种症状，如烦躁，注意力，记忆障碍和行政功能障碍。而且，OSA患者可能产生不可逆转的认知障碍。特别是儿童，他们是神经系统不断发展和成熟度的黄金时期，因此神经系统的脑神经病理变化可能会对儿科长期生长和发育产生不利影响。因此，有必要重视与OSA儿童有关的认知变化以及这些与相关的认知变化的神经相关性。为此，来自美国儿科学院（AAP）的专家还强调必须评估在OSA儿童的治疗前后的认知功能。然而，目前这种功能障碍的潜在神经机制仍不清楚。

作为一种安全和非侵入性的神经影像方法，基于血氧水平依赖性（BOLD）信号的功能性磁共振成像（fMRI）已被广泛用于研究脑功能。特别是，静息态fMRI（rs-fMRI）可以测量大脑BOLD信号的自发性神经活动，使用rs-fMRI记录的神经活动比使用任务态fMRI记录的神经活动更准确地反映大脑的内在生理状态，因此通常用于检查与认知障碍、精神疾病或儿童大脑发展异常相关的大脑功能异常。对于rs-fMRI的研究，低频波动（ALFF）和区域同质性（ReHo）的幅度是两个经常使用的指标。

ALFF测量fMRI信号的低频波动（0.01-0.08Hz）的幅度。对于rs-fMRI，与自发神经活动相关的fMRI信号的波动主要发生在该频带中。因此，ALFF反映了自发神经活动的强度。ReHo是测量一个体素和其相邻体素之间的fMRI信号的时间课程的相似性。因此ReHo可以反映局部脑区的自发神经活动的时间相似性。先前对rs-fMRI的研究发现，ALFF或ReHo的异常与认知能力下降有关。

本研究分析比较了OSA和健康儿童rs-fMRI的两个特征（即ALFF和ReHo）。我们比较了两组群体的一些脑区的ALFF和ReHo差异，特别是涉及某些认知功能的脑区。

方法

被试

共有20名OSA儿童（12名男性，7.2±3.1岁，右利手）和29名健康儿童（12名男性，7.7±2.8岁，右利手）参与了研究。所有被试的监护人都提供了书面知情同意书。OSA儿童的纳入标准是：（1）4-14岁;（2）根据以下标准被诊断为OSA：PSG监测呼吸暂停呼吸暂停症（AHI）5次/h或阻塞性呼吸暂停指数（OAI）1次/h，以及最小经皮氧饱和度（最小的SPO2）92％;（3）右利手。健康儿童的纳入标准是：（1）4-14岁;（2）没有打鼾的历史;（3）右利手。排除标准是：（1）诊断患有其他睡眠障碍，如失眠，原发性打鼾，ADHD;（2）以前接受药物或手术治疗OSA;（3）被诊断出患有中枢神经系统疾病或其他精神疾病（例如癫痫，脑瘫，躁狂症和抑郁症）;（4）与其他严重疾病相结合，如颅面异常，遗传综合征（例如唐氏综合征），内分泌疾病（例如甲状腺功能亢进）和心肺功能障碍;（5）伴有MRI的禁忌症，如正畸，心脏起搏器，耳蜗植入和幽闭恐怖症。

认知功能评估

采用韦氏智力测验WISC测量被试的认知能力，该测验包括整体智力（FIQ），言语智力（VIQ）和非言语智力（PIQ）。

结果

人口统计学和临床信息

OSA和HG的人口统计和临床特征总结在表1，二者在年龄，性别，BMI，SE或PIQ中没有组别差异。与健康对照相比，OSA儿童呈现出更高水平的AHI，OAI，OAHI，HI，AI，但较小的SpO2，FIQ和VIQ。

表1

ALFF分析

与健康对照组相比，OSA儿童在右侧脑岛中显示出明显增加的ALFF，但在左侧角回中的ALFF显著降低（表2和图1）。

表2

图1

ReHo分析

与健康对照相比，OSA的儿童在左侧额上回、右侧舌回、左侧楔前叶的ReHo显著较低（表2和图2）。

图2

ROI中的相关分析

左侧额上回的ReHo与VIQ存在显著呈正相关（r=0.,p=0.）（表3和图3A），右侧舌回与FIQ（r=?0.,p=0.）和VIQ（r=?0.,p=0.）存在显著负相关（表3和图3B）。

表3

图3

讨论

本研究的目的是探讨OSA儿童和健康儿童大脑神经活动的差异。我们发现OSA儿童不仅存在特定的认知功能缺陷，而且还存在一些脑区的功能异常。此外，异常神经活动与FIQ和VIQ存在显著相关。因此，这些脑区中的神经活动异常可能是OSA儿童认知障碍的重要原因之一。

本研究发现OSA儿童在执行功能，注意和短期记忆功能中存在缺陷，这些发现与已有研究一致。例如，Zhao等人发现OSA儿童存在显著的认知功能障碍，特别是较低的VIQ。Esposito等人发现，与健康对照组相比，OSA儿童存在较差的执行功能。作为这些研究的延伸，本研究的发现进一步证实，OSA可能导致儿科患者的认知障碍。

ReHo反映了局部脑区的自发神经活动的时间相似性。ReHo假设如果大脑区域参与特定任务，则该区域中体素的fMRI信号将提高时间相似度。根据这一假设，ReHo可以反映大脑区域的功能与特定任务相关的程度。因此，与健康对照相比，患者脑区降低的ReHo可能表明该患者的这种脑区的功能受损，这可能与这些患者的相应认知功能障碍有关。相反，与对照相比，患者脑区增加的ReHo可以作为特定条件或补偿机制。

本研究发现，在将OSA儿童与健康儿童进行比较时发现了三个脑区，即左侧额上回、右侧舌回和左侧楔前叶。在患有OSA的儿童中，左侧额上回的ReHo平均值与VIQ分数存在显著正相关。换句话说，对于患有OSA的儿童，他们的VIQ得分越少，左侧额上回自发神经活动的时间就越不相似。左侧额上回参与了认知功能的调节，例如工作记忆，认知控制和情绪调节。结合这项证据，目前研究的结果表明，对于OSA的儿童来说，对于左侧额上回的神经活动受到OSA的损害，而且该脑区可能在与VIQ相关的认知加工中发挥重要作用。

本研究发现OSA和健康对照儿童在右侧脑岛和左侧角回存在显著差异，OSA儿童左侧角的ALFF显著较低，表明与OSA相关的自发神经活动的强度降低。左侧角回在OSA儿童中的作用尚不清楚。但是，Luo等人发现OSA儿童的脑结构网络表现出左侧角回下降的趋势。鉴于脑结构与某些精神病理疾病（例如精神分裂症）和健康人群的复杂关系，本研究的结果表明OSA可能伴随左侧角回神经活动的受损。另外，研究发现左侧角回涉及到复杂的认知功能，比如工作记忆、计算加工能力等，因此OSA引发的左侧角回的自发神经活动的降低可能与OSA儿童的认知障碍有关。

与健康对照组儿童相比，OSA儿童在右侧脑岛呈现出更高的ALFF。我们的研究结果与最近的一项研究结果相似，即与健康对照组相比，OSA成年人在右侧脑岛中呈现出较高的ALFF。这些研究结果表明，对于具有OSA的成年和儿童，右侧脑岛中的自发神经活动强度的增加与OSA密切相关。

在先前的认知疾病的神经机制研究中发现，与健康对照组相比，具有认知缺陷的患者具有较高的ALFF。例如，Wang等人发现AD患者的某些脑区（例如双侧海马和额上回）中的ALFF增加，这可能表明AD患者的补偿机制。因此，增加的ALFF可能分别在不同的认知障碍中发挥不同的作用。

虽然本研究揭示了OSA儿童与健康儿童存在功能差异的脑区，但是这种功能异常与OSA之间的因果关系尚不清楚。我们的研究结果表明，OSA可能导致某些脑区的功能异常，从而导致认知功能缺陷，然而仍然需要通过进一步的研究来验证该假设。

科研服务

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主流脑电设备采集的脑电数据进行预处理。

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EEG频谱分析：使用傅里叶变换的方法计算脑电各个频段的功率，并进行统计分析；使用短时傅里叶变换、小波变换和希尔伯特变换的方法进行脑电时频分析（如ERD/ERS分析、试次间相位同步分析）。

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近红外数据处理服务PET数据处理服务功能磁共振数据处理

任务态激活脑区分析

任务态E-prime实验实

功能连接分析

局部一致性（ReHo）分析

低频振幅（ALFF/fALFF）分析

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