摘要
背景：颞下颌关节紊乱病（temporomandibulardisorder，TMD）是咀嚼肌和颞下颌关节疼痛和功能障碍的总称，分为疼痛相关疾病（如肌肉痛、关节痛和TMD引起的头痛）以及颞下颌关节相关疾病（主要是关节盘移位和关节退行性变）。TMD患者最常见的症状是局部疼痛、下颌功能运动障碍和关节区弹响或杂音，以及其他常见的相关症状，包括头颈部疼痛、头晕、耳鸣等。目前对TMD病因的理解普遍认为生物、行为、环境和心理社会（如应激暴露、疼痛应对、压力和灾难化）等因素均可导致TMD体征和症状的发展。 神经可塑性（neuroplasticity）是人脑在整个生命周期中的固有属性，是指与神经系统结构和功能相关的适应性变化能力。许多因素，如感觉刺激、压力、神经递质、某些药物、学习和衰老等都会改变神经元的结构和/或功能。与TMD临床症状相关的异常感觉传入可来源于两方面，一方面是张闭口关节区弹响或杂音、咀嚼肌或关节区疼痛等；另一方面与下颌运动障碍相关，如下颌功能运动减少、咀嚼功能的改变（如咀嚼效率、咀嚼周期）。由于神经可塑性，来自牙齿、咀嚼肌和颞下颌关节的异常感觉输入，可通过经典的三叉神经-丘脑-皮层通路导致TMD患者中枢感觉运动系统结构和功能的适应不良性改变，而适应性不良的神经可塑性变化可以反过来影响TMD患者的感觉和运动功能。此外，TMD伴随的心理因素以及正中关系-最大牙尖交错位（centricrelation-maximumintercuspation，CR-MI）不调也可能与脑部改变有关。 神经影像学中的磁共振成像（magneticresonanceimaging，MRI）为研究者提供了非侵入性观察人类活体脑组织结构与功能活动的技术方法，现已成为探索人脑奥秘、研究脑疾病的重要工具。脑结构MRI可定量分析大脑灰质或白质的体积、厚度、表面积和形态等，而脑功能MRI可反映大脑神经活动的功能状态，目前两者均已在TMD患者脑部改变的研究中有所应用。既往TMD相关脑MRI研究发现TMD患者的三叉神经-丘脑-皮层上行通路以及内外侧痛系存在结构和功能的改变。TMD患者的默认模式网络、下行中脑导水管周围灰质-中缝抗伤害感受系统以及运动系统亦存在改变。然而，既往研究存在一定局限性。第一，多数既往研究仅使用单一一种MRI技术研究TMD患者脑结构或脑功能改变，未将结构和功能的神经影像学数据结合进行分析；第二，近期研究证实静息状态下人脑实际上是一个极其动态的系统，大脑的动态特征与认知适应和心理疾病有关。既往TMD相关功能MRI研究仅关注静态脑功能活动和功能连接，TMD患者脑功能的动态性尚未被探索过；第三，疾病状态下脑功能改变不局限于单个脑区，而是扩展到了更大尺度的脑网络水平，而传统的脑区间功能连接分析无法反映全脑网络内部及网络间的连接改变；第四，部分研究所纳入的患者进行过TMD相关治疗，可能对研究结果形成混杂影响。 目的：结合结构和功能MRI，从脑结构、动态脑功能以及静态脑网络三个层面全面探索TMD患者脑部改变，并探讨这些改变与TMD相关临床症状的关系，以促进对TMD病理生理机制的理解。 方法：纳入30名TMD患者和20名健康对照。对所有被试进行问卷调查和临床检查，填写TMD研究用分类及诊断标准（researchdiagnosticcriteriaforTMD，RDC/TMD）量表，使用RDC/TMD轴Ⅱ中的抑郁和非特异性躯体症状量表评估所有被试的抑郁和躯体化症状，测量CR-MI不调量；计算TMD患者的Helkimo指数，包括对TMD主观症状指数和临床功能障碍指数的评分和分级；对伴有慢性疼痛的TMD患者记录其疼痛病程，并使用慢性疼痛分级量表记录疼痛强度和疼痛所致功能障碍指数。所有被试接受3.0T高分辨率脑结构和静息态脑功能MRI扫描。实验一使用FreeSurfer软件分析并比较患者组与对照组大脑皮层厚度、体积和表面积，以及皮下结构体积的差异；实验二基于滑动窗技术分析动态低频振幅（dynamicamplitudeoflowfrequencyfluctuation，dALFF）和动态功能连接（dynamicfunctionalconnectivity，dFC）的组间差异；实验三使用独立成分分析识别空间上相对独立的静态脑功能网络，并进行网络内和网络间功能连接的组间分析。 结果： （1）患者组与对照组的年龄、性别、身高、体重、教育年限、总灰质体积和总颅内体积均无统计学差异。患者组的抑郁和非特异性躯体症状等级均分稍高于对照组，但归属于轻微等级以下且无组间统计学差异。30名TMD患者中22人同时有肌肉和关节症状、8人仅有关节症状，80%以上的患者Helkimo主观症状指数为重度症状、Helkimo临床功能障碍指数为中度到重度症状。患者组伴有慢性疼痛的16人中，平均疼痛病程17.3±22.4个月，平均疼痛强度得分41.4±14.0分，疼痛所致功能障碍得分26.7±18.9分。对照组无CR-MI不调，患者组中共23人伴CR-MI不调，平均左侧髁突垂直向不调1.8±1.5mm，右侧髁突垂直向不调1.9±1.5mm，左侧髁突矢状向不调1.3±0.9mm，右侧髁突矢状向不调1.0±0.6mm，横向不调0.8±0.5mm。 （2）实验一发现与对照组相比，TMD患者右侧感觉运动皮层的皮层厚度、左侧颞上回后份的体积和表面积均降低；对于皮下结构，患者组左侧壳核和右侧伏隔核的灰质体积显著小于对照组，且与右侧髁突垂直向偏斜存在负相关关系。 （3）实验二发现与对照组相比，TMD患者后扣带回和内侧眶额回皮质的dALFF升高；左侧颞上回后份与楔前叶的dFC升高，左侧壳核与中扣带回前份的dFC降低。 （4）实验三共识别出30个有意义的静态脑功能网络。相较于对照组，TMD患者感觉运动网络中辅助运动区的网络内功能连接增加；中央执行网络与认知小脑网络的网络间功能连接降低、与基底节网络的网络间功能连接增加；默认模式网络中内侧前额叶的网络内功能连接增加，而与突显网络和丘脑网络的网络间功能连接均降低。 结论： （1）感觉运动环路：TMD患者皮层-纹状体的感觉运动环路存在结构和功能的受损，结构方面包括右侧感觉运动皮层厚度减小和左侧壳核体积减小，功能方面包括左侧壳核与中扣带回前份的dFC降低，以及辅助运动区的网络内功能连接降低。这些异常改变可能与TMD患者感觉异常和下颌功能运动障碍有关。 （2）情绪调节相关脑区：TMD患者的情绪调节相关脑区存在结构和功能改变，包括左侧颞上回后份的体积和表面积减小、左侧颞上回后份-楔前叶dFC升高，以及皮层-纹状体情感环路中伏隔核体积减小和内侧眶额回皮质dALFF增加。 （3）默认模式网络：TMD患者默认模式网络的网络内部功能活动增强，而与其他网络的信息交流减弱。前者表现为默认模式网络两个关键脑区的功能改变，包括内侧前额叶的网络内功能连接增加和后扣带回的dALFF升高；后者表现为默认模式网络与突显网络和丘脑网络的网络间功能连接降低。这些改变可能是患者较高的自我意识水平和负面情绪状态的内在神经机制。 （4）临床指标相关性：在皮层-纹状体环路的脑结构改变中，TMD患者右侧髁突垂直向不调与左侧壳核和右侧伏隔核的体积均呈负相关关系，由于壳核和伏隔核分别参与了感觉运动和情绪调节，这一相关性提示CR-MI不调可能是通过影响下颌功能运动以及作为应激源诱导负面情绪在TMD中起作用。此外，中央执行网络与基底节网络的网络间功能连接与TMD疼痛患者的疼痛强度呈正相关，可能反映了患者与疼痛相关的负面情绪。
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