在认知用力时独立成分分析揭示长新冠患者大脑内在连接受损

为什么新冠之后思考变得更费力

许多长期新冠患者描述所谓的“脑雾”——注意力难以集中、思维变慢，以及在感染数月后仍持续的精神疲劳。本研究用高端技术回答了一个简单的问题：当长期新冠患者试图集中注意力时，大脑内部发生了什么？研究人员使用超高场磁共振扫描仪和经典的注意力测试，观察在精神用力时不同脑区如何相互交流，并将长期新冠患者与健康志愿者进行了比较。

一场心理拉锯战的测试

为了探测压力下的思考，参与者在7特斯拉MRI扫描仪中执行了斯特鲁普（Stroop）颜色-词语任务。在该任务中，你可能会看到一个颜色词以不同颜色的墨水印刷，必须迅速判断颜色和词语是否匹配。这出人意料地要求很高，因为大脑必须抑制自动阅读词语的冲动，而转而关注墨水颜色。研究团队将该任务连续运行了两次，每次扫描持续七分半钟，以观察不仅是基线表现，还有随着人们逐渐产生精神疲劳时发生的变化。19名长期新冠成人和16名健康对照参与了研究。

思维迟缓与过度运转的网络

长期新冠患者在斯特鲁普任务中的反应时间始终比健康参与者更长，尤其是在第一次扫描时，这证实即便他们尽力，思维也仍然变慢。然而在第二次扫描时，他们的反应时间有所改善，暗示尽管感到受损，他们仍能通过练习进行调整。与此同时，MRI数据显示该任务激活了一组众所周知的与注意力、决策、运动和视觉相关的大脑网络。研究者使用一种称为独立成分分析的数学方法，将脑活动分离为15个不同网络，然后检查每个网络与大脑其他部分的连接强度——即精神用力时大脑的内部“线路图”。

关键控制枢纽下线

长期新冠与健康大脑之间最显著的差异出现在通常帮助我们检测重要事件并控制反应的网络中。一个以岛叶和前扣带皮层等深部区域为中心的“显著性”网络，通常负责决定哪些信号重要，并将资源路由到对外聚焦的控制网络或对内聚焦的静息态网络。在长期新冠患者中，该显著性网络与许多其他区域的连接较弱，尤其是在持续用力后的第二次扫描中。支持语言、高级计划和感觉运动功能的网络也表现出连接减少，特别是与额叶控制区域和帮助启动运动的结构之间的连接。这些缺陷表明，当任务需求较高时，大脑的交通控制系统正在出现故障。

替代路径与随时间变化

情况并非只有损失。一些区域，尤其是位于视觉与语言区域交界处的角回，在长期新冠患者中显示出比健康参与者更强的连接。该区域有助于整合视觉、语言和动作，因此其额外参与可能反映出大脑试图对其他受损路径进行补偿。研究者还考查了连接性如何随病程长短而变化。随着病程延长，来自额叶关键控制网络的连接趋向减弱，而涉及视觉区域和角回的联系则趋向增强，仿佛大脑正在逐步重组以应对持续的损伤。

这对“脑雾”的意义

总体而言，本研究将长期新冠导致的脑雾描绘为一种通信中断的问题，而非单一受损点。当长期新冠患者面临具有挑战性的思考任务时，原本应协调注意力和控制的网络显得连接不足，尤其是在精神疲劳出现时。其他区域介入并加强了它们的联系，提示部分补偿但并非完全修复。这些广泛的变化支持了这样的观点：病毒或其后效应已改变了大脑多个区域的功能，可能通过对脑细胞的直接影响。了解这种连接减弱与增强的模式，或能为未来旨在恢复更健康网络平衡、减轻长期新冠心理负担的治疗提供指导。

引用: Barnden, L., Baraniuk, J., Inderyas, M. et al. Impaired brain intrinsic connectivity in long COVID during cognitive exertion revealed by independent component analysis. Sci Rep 16, 7872 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36986-1

关键词: 长新冠大脑, 认知疲劳, 功能性磁共振成像, 大脑网络, 脑雾