Brain：帕金森病中神经黑色素耗竭与皮质节律活动之间的关联

帕金森病（Parkinson’s disease，PD）的定义组织病理学特征之一是脑干核中富含神经黑素的细胞丢失。黑质（substantia nigra，SN）中多巴胺能神经元的变性导致皮层下黑质纹状体通路的信号功能障碍，并导致运动障碍。蓝斑（locus coeruleus ，LC） 中富含神经黑色素的神经元的丢失可能先于 SN 恶化并破坏 CNS 中去甲肾上腺素的产生。投射到皮层的去甲肾上腺素能信号传导的变化被认为会诱发认知症状，主要是注意力功能的损害。

这些神经化学观察结果与 PD 中节律性和心律失常神经生理活动的有据可查的改变之间仍然存在知识差距，以及这些关联与 PD 的认知和运动特征的关系。新的神经黑色素敏感 MRI 测量有望对多巴胺能的特异性变性进行无创监测和这些患者的去甲肾上腺素能系统与疾病各自的标志性运动和认知特征有关。宏观神经生理活动可以使用MEG和EEG进行无创测量，MEG 提供卓越的空间分辨率。从用 MEG 获得的神经生理学频谱中，皮层活动的节律和心律失常成分可以参数化，这增强了解释的清晰度。

皮质α节律在 PD 中发生改变，并且与 LC 的恶化类似，与轻度认知能力下降和 PD 痴呆有关。然而，α活性的 PD 改变是否与平行 LC 变有关仍然是一个悬而未决的问题。广泛的研究表明，在健康人类和动物模型中，LC-去甲肾上腺素系统的激活与皮质α同步减少有关。动物模型显示 LC 放电与α周围皮层节律活动有关。在健康人中，皮质α活性的振幅对去甲肾上腺素能调节敏感，单胺能信号的药理学增加会降低额中枢皮层的α活性。这种逆 LC-α关系背后的机制得到了相对充分的研究：来自 LC 的强直去甲肾上腺素能输入通过α₁-肾上腺素能受体使丘脑皮层神经元的膜电位去极化，并抑制它们的周期性活动，这对于M/EEG 观察到的皮层α节律的产生至关重要。

节律性β活性在 PD 中也会受到干扰，并与运动缺陷有关，但可以通过多巴胺能药物和丘脑底核的深部刺激而恢复正常。在早期 PD 患者的初级运动皮层中，β 活性与健康水平相比增加，但当患者达到疾病的中度阶段时，这种影响会逆转。这意味着在 PD 中，皮质基底神经节环中多巴胺介导的信号改变会影响频率特异性节律性皮层活动。θ波段神经生理活性的改变也显示在 PD尽管与临床特征的关系不太一致且很少。最近，宽带心律失常神经生理学活动也被证明在 PD 中向较慢的频率转移，信号更大的相对抑制并可能混淆先前报道的低频段效应。

3月6日，麦吉尔大学研究者在Brain在线发表了题为“Associations between neuromelanin depletion and cortical rhythmic activity in Parkinson's disease”的研究，该研究假设PD中的LC变性在α活性区域特异性增加和明显注意力障碍的患者中共表达，SN中神经黑色素的丢失与β活性降低和运动功能变差有关，测试了这些神经生理学特征、LC 和 SN 神经黑色素与临床症状之间可能存在的关联。最终，使用神经黑色素敏感的 MRI 和 MEG 来测试神经黑色素耗竭、神经生理活动和临床症状之间的关联如何映射到人类皮层。

PD 患者的神经生理学变化会影响电生理谱的几个方面，并与疾病的认知和运动特征有关。β波段活性的降低在 PD 中研究得最充分，并且与运动障碍的严重程度及其治疗改善有关。α波段皮质节律增加受到的关注较少，但被认为与认知障碍和进展为 PD 痴呆有关。

图.帕金森病中区域皮层神经生理学的改变和脑干核的神经黑色素耗竭

使用一种新的多模式方法报道了α和β波段皮质神经生理学与 PD 脑干核中富含神经黑色素的细胞的退化存在差异关联。数据显示β活性与SN 中多巴胺能神经元的丢失有关，α活性与 LC 中去甲肾上腺素能细胞的耗竭有关。α活性与 LC 神经黑色素最密切相关的皮质区域也具有较高浓度的去甲肾上腺素转运蛋白。发现在α活性和 LC 神经黑色素之间表现出强烈关联的皮层区域也是α活性随注意力障碍的严重程度而变化的区域。在区域β活性与SN神经黑色素相关的区域，更强的β活性预示着更严重的轴向运动障碍。

原始出处：
Associations between neuromelanin depletion and cortical rhythmic activity in Parkinson's disease. Brain. 2025 Mar 6;148(3):875-885. doi: 10.1093/brain/awae295. PMID: 39282945; PMCID: PMC11884654.