作者：李倩，王心，杨明，南京医科大学附属儿童医院放射科

肥胖是指由能量代谢失衡导致的全身脂肪组织过度增生、体质量超常。目前全球儿童超重和肥胖已进入快速流行期，2020年发布的《中国居民营养与慢性病状况报告》显示，我国6～17岁儿童和青少年超重率和肥胖率分别为11.1%和7.9%。儿童肥胖及其并发症已成为我国儿童的重大疾病，严重影响儿童的脑功能、生长发育、心理健康和社会适应。功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging， fMRI）是将不同人群在从事特定任务事件中所激活的脑区以图像形式呈现，研究结构与功能关系的神经成像技术，可分为静息态fMRI和任务态fMRI。

利用fMRI技术，从脑功能的角度探究肥胖发生的神经机制，寻找肥胖与特定脑功能之间的关联，可为临床医师根据脑功能改变情况选择个性化干预措施提供重要的影像学资料。现将肥胖儿童的静息态fMRI研究进展综述如下。

1.　肥胖对儿童脑功能的危害

肥胖不仅危害儿童的身体健康，还会对儿童的认知能力产生影响。神经心理学研究表明，肥胖个体多伴有不同程度的认知功能损伤，具体表现为执行功能障碍、记忆力减退及注意力缺陷等，并与BMI及体脂率密切相关。肥胖导致的大脑活动和血流量下降被认为是老年痴呆症的危险因素之一。个体的高级认知尤其是执行功能在儿童肥胖的形成和发展中具有重要作用。大量研究显示，与正常BMI儿童相比，肥胖儿童执行功能存在广泛缺损。

有研究利用青少年大脑认知发展（ABCD）提供的数据发现，BMI越高，前额皮质厚度越低，执行功能任务得分越低，而形态差异在一定程度上介导了BMI与执行认知之间的关系。许多研究已经观察到BMI、大脑结构和认知功能之间的显著关系，但很少有研究分析BMI如何影响与大脑认知功能相关的静息状态功能连通性的改变。

2.　静息态fMRI 的原理

在肥胖尚未导致明显脑形态学改变之前，及时发现脑功能的改变是非常重要的。MRI在脑结构及脑功能成像中具有重要地位，其具有密度分辨率高、可多方位成像、无创性脑功能成像、无电离辐射等优点。基于血氧水平依赖（BOLD）的fMRI是通过对磁场不均匀性敏感的MRI序列采集脑活动时脱氧血红蛋白浓度变化信息，间接反映神经元活动状态。该技术能够早期发现脑部功能性改变，并具有可重复性。

fMRI 分为静息态fMRI 和任务态fMRI，任务态fMRI主要是让肥胖患者通过观看图片，激活大脑奖赏通路的重要核团，分析其视觉及奖赏通路之间的关系；而静息态fMRI是指人在无外界干扰和不思考的情况下，通过检测脑部神经元自发活动时血氧水平依赖的信号与时间的相关性，从而反映基础状态下大脑的自发性活动。

静息态fMRI具体方法有局部一致性（ReHo）、低频振幅/分数低频振幅（ALFF/fALFF）。ALFF是以BOLD 信号变化来间接反映区域自发性神经元活动的强弱变化。ReHo指的是肯德尔和谐系数（KCC）度量空间上给定体素的时间序列与相邻体素的时间序列的一致性，间接反映局部脑区中神经元活动的同步程度，ReHo值升高表示局部功能区神经元活动同步增强，ReHo值降低表示该功能区神经元活动一致性趋于紊乱。ReHo和ALFF/fALFF这两种方法均能在结构出现异常之前敏感探测到神经元活动的异常，目前已广泛应用于探讨多种神经及精神疾病发病机制的研究中。

3.　静息态fMRI 对肥胖儿童脑功能异常的评估作用

肥胖成因理论认为，认知反馈的抑制和损伤会使脑内认知控制功能异常，主要是前额叶和顶叶。当患者在非生理性饥饿时，若长期处于美食环境中，则易造成过度进食肥胖症。有研究利用fMRI对肥胖患者的全脑进行功能性分析，发现患者前额叶、扣带回及楔前叶的ALFF值较健康对照组减低。

前额叶参与执行功能和认知功能，其结构和功能的完整性对自身饮食方面的认知和调节行为等有重要作用，在生物学中可作为预测肥胖的标志；扣带回具有认知控制、决策制定和调节冲突等功能，尤其是在奖赏过程中起重要作用；楔前叶与认知功能、情景记忆检索、自我意识、视觉空间想象等密切相关。ALFF能够反映出与健康对照组相应的活动脑区的变化，提示肥胖患者可能存在脑区部分功能受损，增加肥胖的风险。

在既往静息态fMRI研究中发现，肥胖患者存在明显的脑自发活动改变，其中腹内侧前额叶、楔前叶的ReHo和fALFF均显著减低，且与BMI呈显著负相关。表明肥胖患者在与抑制控制能力相关的脑区神经元激活减弱，且区域之间的协调同步性迟缓，这种改变与肥胖程度密切相关，解释了肥胖的成因及神经机制。LAURENT等利用静息态fMRI研究肥胖儿童的执行功能，发现BMI较高的儿童额顶叶的皮质厚度降低，在执行任务方面的表现也不理想。

CHEKE等研究发现相较于正常体质量儿童，肥胖患儿在与记忆和学习相关的部分脑区活动减少。肥胖儿童在工作记忆任务上的表现明显差于瘦弱儿童，工作记忆能力与BMI 呈负相关。MAAYAN等研究发现肥胖儿童眶额皮质体积更小，而大脑半球之间协调能力增强，使得视觉刺激与感觉信息交换增加，此时摄入食物产生的多巴胺无法平衡视觉偏好带来的高冲动行为，出现与成瘾脑功能相类似的神经元激活。

RONAN等分析2 700例9～11岁儿童的脑皮质厚度，发现BMI、皮质厚度与执行功能显著相关，BMI增加与执行功能有关，而上额叶皮层、额叶下回和外侧眶额叶皮层厚度减少也是执行功能下降的部分原因。BMI与皮质体积和其他形态学改变有关，尤其是在负责执行功能的前额皮质区域。大脑结构和功能的改变也被认为是BMI和认知之间关系的基础。

4.　小结与展望

肥胖不仅影响儿童的体型体能，同时给心血管、内分泌及消化系统带来严重危害，并对成年后的健康产生潜在威胁。研究发现10～13岁肥胖儿童到30岁时，女性中的88%和男性中的86%依然保持肥胖状态，而成人肥胖已被公认为高血压、糖尿病、动脉硬化等疾病的危险因素，因此迫切需要对儿童肥胖给予更多关注。脑功能成像可以提早发现肥胖儿童脑区异常改变，利用静息态fMRI技术探讨患儿脑ALFF/fALFF、ReHo的变化，揭示其脑功能改变的特点并初步探究其脑损伤的神经机制，提高对肥胖的认识，对于肥胖儿童的病情评估、治疗进程、预后判断起到决策性作用。

来源：李倩,王心,杨明.肥胖儿童的静息态功能磁共振成像研究进展[J].医学影像学杂志,2025,35(05):145-147.DOI:10.20258/j.cnki.1006-9011.2025.05.033.