根據佐治亞州立大學和佐治亞理工學院研究人員領導的一項新研究，接受氧氣治療或經歷發燒的COVID-19患者顯示大腦額顳網絡的灰質體積減少。該研究發現，這一大腦區域的灰質體積減少與COVID-19患者的殘疾程度較高有關，甚至在出院六個月後也是如此。
灰質對於處理大腦中的信息至關重要，灰質異常可能會影響神經元的功能和溝通。該研究發表在2021年5月的《神經生物學》雜誌上，表明額葉網絡中的灰質可能代表了COVID-19的大腦受累的核心區域，甚至超越了與該疾病的臨床表現（如中風）相關的損害。
研究人員隸屬於神經影像和數據科學轉化研究中心（TReNDS），他們分析了120名神經病患者的計算機斷層掃描，其中包括58名COVID-19患者和62名非COVID-19患者，他們在年齡、性別和疾病方面是匹配的。這項工作是與意大利布雷西亞大學的Enrico Premi及其同事共同完成的，他們為這項研究提供了數據。他們使用了基於來源的形態分析，這提高了具有適度樣本量的研究的統計能力。
該研究的第一作者、TReNDS的研究助理、佐治亞理工學院電子和計算機工程學院的博士生Kuaikuai Duan說：“科學已經表明，大腦的結構會影響其功能，而大腦成像異常已經成為COVID-19的一個主要特徵。以前的研究使用單變量方法研究了大腦如何受到COVID-19的影響，但我們的研究是第一個使用多變量、數據驅動的方法將這些變化與特定的COVID-19特徵（例如發燒和缺氧）和結果（殘疾程度）聯繫起來。”
分析顯示，殘疾程度較高的患者在出院時和6個月後，其上額、內側和中額回的灰質體積減少，即使控制了腦血管疾病。與不接受氧療的患者相比，接受氧療的患者該區域的灰質體積也明顯減少。與不發燒的病人相比，發燒病人的下顳回和中顳回及紡錘形回的灰質體積明顯減少。結果表明，COVID-19可能通過發燒或缺氧影響額顳部網絡。
與無躁動的病人相比，躁動病人的上額、內側和中額回的灰質也出現減少。這意味着大腦額葉區的灰質變化可能是COVID-19患者普遍表現出的情緒障礙的基礎。
該研究的高級作者、TReNDS主任Vince Calhoun說：“COVID-19患者的神經系統併發症越來越多。”Calhoun是佐治亞州立大學心理學傑出教授，在佐治亞理工學院的電子和計算機工程學院以及埃默里大學的神經病學和精神病學任職。“灰質的減少也被證明存在於其他情緒障礙中，如精神分裂症，並可能與灰質影響神經元功能的方式有關。”
該研究的結果表明，額顳部網絡的變化可以作為生物標誌物來確定COVID-19的可能預后或評估該疾病的治療方案。下一步，研究人員希望在更大的樣本量上複製這項研究，包括多種類型的大腦掃描和不同的COVID-19患者群體。