背景和目的吸烟是导致全球残疾和过早死亡的最重要的原因之一,也是最大可避免的病因和死因之一。中国作为世界上人口最多的国家,同样也遭受着世界上最大的香烟和二手烟的危害,中国每年因烟草相关疾病所致死亡人数约100万。在吸烟过程中,尼古丁是引起成瘾的主要物质,尼古丁与乙酰胆碱受体相互作用激活了多巴胺通路的投射,乙酰胆碱α4和β2亚基的受体被认为是尼古丁吸烟过程中作用的主要靶点。尼古丁对神经元网络内突触连接提供了积极的增强作用,因此尼古丁成瘾者需要将尼古丁维持在一定水平以改善一系列戒断症状。近年来多种疾病的脑神经影像研究表明,基于网络水平上进行整体性的分析方式可能能够更全面地描述长期尼古丁依赖对吸烟者脑功能的影响作用。本研究采用动态功能连接分析方法中应用最普遍的滑动窗相关法,该方法通过选择固定长度的时间窗口,并且使用该窗口内的数据点来度量大脑的功能连接性,通过独立成分分析方法导出的血氧水平依赖的时间序列在窗口分段上计算的相关矩阵,并进一步探索尼古丁依赖者动态功能连接指标的组间差异及其与吸烟指数的相关性,旨在探讨尼古丁依赖者的动态功能网络的内在联系模式,从而有利于寻找其潜在神经影像学基础,为临床戒烟治疗提供理论依据。材料和方法(1)研究对象:本研究采用3.0T磁共振成像设备(Siemens,Magnetom Skyra,Germany)分别对121名尼古丁依赖者(平均年龄35.87±7.66)以及58名不吸烟的志愿者(平均年龄34.27±6.47)进行了头部磁共振神经影像检查。在磁共振检查前,对所有受试者进行相关临床量表的采集,训练受试者在检查过程中的注意事项,并对受试者头部进行固定。首先进行常规磁共振扫描以排除有颅脑疾病的受试者,然后再进行功能磁共振序列的扫描。(2)实验步骤:在Matlab平台上对所采集被试的功能磁共振数据进行各项预处理,并将其中头动系数大于3mm的被试数据剔除。然后将经过预处理的数据分为80个成分进行组水平上的独立成分分析,共得到27个有效的独立成分;通过滑动时间窗技术对27个有效的独立成分进行动态功能连接分析。通过改变滑动窗口大小(W)和聚类数目(k)进一步验证动态功能连接分析结果的可靠性。(3)统计分析:应用SPSS 21.0软件首先对尼古丁依赖组和不吸烟对照组的功能连接指标进行组间比较,然后根据FTND评分将尼古丁依赖组分为轻度尼古丁依赖组(76名)和重度尼古丁依赖组(39名),再对轻度尼古丁依赖组、重度尼古丁依赖组和不吸烟对照组的功能连接指标进行三组间比较。将年龄及教育程度作为协变量,使用SPSS 21.0软件将动态功能连接指标与吸烟指数分进行相关分析。结果1.动态功能连接指标进行组间比较:尼古丁依赖组和不吸烟对照组的时间分数在state 2和state 3状态下、平均停留时间在state 2状态下组间差异存在统计学意义(P<0.05),而转换次数在各个state中无统计学意义(P>0.05),在state 1和state 4状态下两组间的三项功能连接指标(时间分数、平均停留时间、转换次数)均无统计学意义(P>0.05)。不吸烟对照组和轻度尼古丁依赖组的时间分数在state 2、state 3和平均停留时间在state 2均差异存在统计学意义(P<0.05);正常对照组和重度尼古丁依赖组的平均停留时间在state 2差异存在统计学意义(P<0.05);轻度尼古丁依赖组和重度尼古丁依赖的三项功能连接指标的组间比较均无统计学意义(P>0.05)。2.尼古丁依赖组和不吸烟对照组的动态功能连接模式的比较:吸烟组相较于对照组执行控制网络与楔前叶、突显网络之间,突显网络与视觉网络之间的功能网络连接减弱;而突显网络与楔前叶之间,视觉网络与语言网络之间的功能网络则在吸烟组表现为连接性增强。3.吸烟指数与动态功能连接指标进行相关性分析:烟龄与state2的时间分数、平均停留时间呈轻度负相关(r=-0.196,P=0.036;r=-0.211,P=0.024);FTND评分与state4的平均停留时间呈显著正相关(r=0.266,P=0.004),与转换次数呈显著负相关(r=-0.269,P=0.004);其余两项吸烟指数(初始吸烟年龄、日吸烟量)与动态功能连接指标无明显相关性。结论本研究发现尼古丁依赖者存在全脑功能网络连接异常的现象,主要表现为整体网络连接效率降低,部分局部网络连接效率提高。吸烟时间的长短、尼古丁依赖的程度对大脑功能连接有直接的影响,吸烟时间越长对全脑弱功能连接状态的影响越大,尼古丁依赖的程度越高则对全脑功能网络连接较强的状态的影响就越大且维持在该状态下的时间越长。