轻度脑外伤后应激功能障碍的法医学基础研究

The incidence of mild traumatic brain injury (mTBI) and posttraumatic stress disorder (PTSD) are high but the diagnosis is uncertain and subjective due to the lack of positive radiographic findings and absence of clinical neurological signs, and therefore, the exploring of objective examination means has become a hot research topic. Based on our previous work, we are going to completed the following researches on mTBI and mTBI induced PTSD patients with the application of event related potentials (ERP), brain magnetic resonance imaging data analysis and molecular biology technology: ① dynamic volume changes of frontal cortex, hippocampus, amygdala, and corpus callosum after mTBI; ② the relationship between the dynamic changes of structure volume and PTSD; ③ the characteristics of ERP components and imaging brain regions in mTBI and PTSD patients, and tracing the brain network adjustment; ④ specific biological markers of mTBI and PTSD in the peripheral blood of the patients and the mutual regulation of these bio-markers. The ultimate goal of this project is to establish objective examination means of mTBI and mTBI induced PTSD for clinical diagnosis, prognosis and forensic applications, and to explore the brain functional network and molecular regulation mechanism after TBI and PTSD.

轻度脑外伤（mTBI）及其引发的应激功能障碍（PTSD）有较高发生率，但因缺乏影像学阳性所见和神经功能定位体征，使其诊断具有主观性和不确定性，客观检查手段已成为研究热点。本项目拟在我们前期工作基础上，以mTBI及mTBI继发PTSD病人为研究对象，以中度TBI、PTSD病人及健康人作对照，应用事件相关电位（ERP）、脑磁共振影像数据时空分析及分子生物学技术完成下列研究：①mTBI后额叶皮质、海马、杏仁核、胼胝体等脑区容积的动态变化；②上述结构容积动态变化与PTSD易感性的关系；③mTBI及PTSD的ERP及影像学特征、脑区溯源与脑网络调节变化；④外周血中mTBI及PTSD的遗传学及表观遗传学特异性生物标记物及调控路径。最终目标是建立具有转化医学意义的mTBI及PTSD客观检查手段，并探索其脑功能网络调节变化机制及分子调控机制，为mTBI及PTSD的临床诊断、预后评估及法医司法鉴定提供依据。

本项目的研究背景是基于“轻度脑外伤以及外伤后应激功能障碍的客观诊断”这一临床和司法鉴定需求，以及“轻度脑外伤后应激功能障碍的发生机制”这一科学问题而展开。研究内容包括：1. 完成了TBI后不同时段病人的临床资料和脑影像学比对性研究以及功能磁共振注意网络研究，确立了TBI后应激功能障碍诊断的初始参考指标；完成了TBI后不同时段相关脑区的脑组织弹性模量时空变化规律研究，发现脑外伤后相关区域的脑组织弹性模量时空变化规律与TBI后病理结构变化过程存在相关性。2. 完成了客观检测大脑对视觉信息加工能力的研究，建立了视力、视野和色觉刺激时的客观检测方法；开展了视觉信息大脑加工过程及不对称性研究，发现主视眼和非主视眼对视觉信息的处理途径不同；完成了mTBI及伤后认知功能障碍病人的ERP和ERO时频分析及功能网络构建，筛选出能够用于客观诊断TBI及TBI后认知功能障碍的脑电评估体系，其科学意义在于①情感相关视觉刺激可诱发听觉失匹配负波（MMN），并存在性别差异，其波幅和潜伏期可作为急性期mTBI的诊断指标，若伤后6个月以上稳定期同时出现MMN和P3的波幅降低，对诊断TBI后PTSD有参考价值；②通过EEG及ERO可以将无影像学差异的慢性恢复期的轻度脑外伤病人区分开来，并可用来评估预后；③脑功能网络连接可用来评估轻度脑外伤和伤后PTSD诊断；④大脑功能网络连接中断及补偿不足可能是mTBI后发生PTSD的机制，也可说明不同类型的轻度脑外伤在执行功能和反应抑制之间存在不同的康复调节机制。3. 通过动物和细胞模型完成了mTBI的蛋白组学研究并筛选出新的急性期TBI诊断特异性蛋白标志物；揭示了TBI后相关脑区的神经元死亡可造成认知功能障碍和应激功能障碍，并探索了相关分子机制；初步开展了TBI后相关脑区神经元单细胞时空转录机制研究，初步构建了TBI后大脑神经元单细胞时空信号通路图谱。