摘要
癫痫（epilepsy）是一种脑电活动异常同步的慢性神经系统疾病。在中国医院的神经科，癫痫是仅次于头痛的神经科常见疾病。癫痫的发病原因复杂，发病率高，约三分之一患者无法通过药物得到有效的控制，发病的对象覆盖所有年龄段及种族，一旦患病对患者生活质量造成严重的影响、给社会和家庭造成巨大的负担。对癫痫发病机制的深入探究以提高癫痫治愈率降低患病人数是当今社会亟待解决的问题。全面强直-阵挛发作癫痫（generalized tonic-clonic seizures,GTCS）是全面性发作癫痫中的一个亚型。GTCS的脑影像没有明显病灶，和遗传因素关系密切，发病机制还未完全明确，发作时大脑多个脑区参与其中，由于GTCS的全局性发作的特点，基于大脑结构/功能网络的研究是挖掘GTCS的潜在病理机制的优势方法。 磁共振成像（magnetic resonance imaging,MRI）是一种可以安全无侵入地对大脑解剖区域结构和功能进行探测的技术，应用于各种精神神经疾病的研究之中。然而以往的研究大多使用单一模态的MRI数据，单一模态刻画的大脑信息有限，融合多模态的数据，可以弥补单一模态无法完整刻画大脑状态的缺点。大脑功能的损伤可能由与其联系紧密的脑区的损伤所引发，因此基于结构损伤的损伤网络定位可以为疾病损伤机制的理解提供助力。大脑结构与功能之间关系密切，结构作为物质基础，功能是结构作用的外在表现，对它们之间关系的探究有助于对大脑的理解。本文融合功能磁共振（functional MRI,fMRI）和结构磁共振（structural MRI,sMRI）数据，进行结构、功能的相似性网络分析，探究GTCS的异常机制。 首先，引入一种新的结构网络构建方式——形态学相似性网络（morphometric similarity network,MSN），该方法通过区域间形态学特征的相似性建立脑区之间的连接，构建个体结构网络。进而探究GTCS的MSN异常，发现GTCS患者的大脑多个皮质区域的形态学相似性显著异常。为了探究这些损伤区域如何共同影响大脑的功能，基于功能连接发现分散的损伤区域共同定位于感觉运动网络（somatomotor network,SMN）以及默认网络（default mode network,DMN）的核心区域。最后对定位的损伤映射模式的荟萃分析发现，定位区域分别与运动和高级认知关系紧密，揭示了GTCS的认知与运动功能受损的潜在原因，为GTCS外部干预治疗提供了靶点选择方式的一种参考。 GTCS的MSN存在异常，以往研究也表明GTCS功能连接网络（functional connection network,FCN）存在异常，本文进一步探究两种大脑网络间的一致性关系是否能够捕捉到疾病带来的影响。首先，基于MSN和FCN网络来构建衡量网络连接相似性的结构功能耦合指标，发现结构功能耦合的分布不是随机的分布而是与皮层的组织分化模式以及层级关系具有显著的相关性；GTCS患者的高级区域耦合升高，低级区域的耦合降低，表明GTCS对大脑的攻击并非无差别的解耦；并且以结构功能耦合作为特征可以有效地区分GTCS与正常对照。结果表明GTCS患者的耦合异常根据所处大脑层级的不同而表现出一种分化的模式，且结构功能耦合可能是GTCS的一个潜在的生物学标记。 综上所述，本文结合多模态影像数据，揭示了GTCS的MSN损伤的功能网络定位以及结构功能耦合的异常，为GTCS的病理机制的挖掘以及临床干预、治疗方案提供了影像学支持。
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