正常中老年人詞語聯(lián)想磁共振功能連接研究.pdf

1、目的:采用功能磁共振成像(fMRI)技術對正常中老年人進行詞語聯(lián)想任務研究,檢測與運動性語言相關腦區(qū)的激活特點,并探討功能區(qū)間的功能連接狀態(tài),為運動性失語的臨床fMR2I研究提供合理的正常對照。
　　 方法:采用GE1.5T磁共振掃描儀對28例(男15例,女13例)正常中老年人行fMRI研究,所有被試者進行組塊設計的詞語聯(lián)想任務和靜息態(tài)掃描,詞語聯(lián)想任務要求被試者根據給出的提示語默想出屬于同類別的詞語。掃描技術為梯度回波單次激發(fā)

2、平面回波成像(GRE-EPI)序列:詞語聯(lián)想任務掃描參數如下:TR/TE=2500/60ms,FOV=24cm,Matrix=64x64,層厚=5mm,層間距=1mm,層數=22,共采集145個時相,時間為6分13秒。靜息態(tài)掃描時要求被試者保持清醒、平臥于檢查床上、閉眼、平靜呼吸,固定頭部并最大限度地減少頭部及其他部位的主動與被動運動,同時要求盡量不做任何主動性思維活動,共采集180個時相,其它參數與任務狀態(tài)一致,時間為7分14秒。

3、r>　　 采用SPM2軟件進行fMRI數據預處理和統(tǒng)計分析。預處理包括時間校正、頭動校正、空間標準化和平滑處理。采用單樣本t-檢驗進行組分析,將激活區(qū)疊加于蒙特利爾神經科學研究所(MNI)標準模板腦,觀察有統(tǒng)計學意義的體素所在的腦區(qū)及其MNI坐標,記錄激活區(qū)的激活強度。依據組分析結果提取功能區(qū)種子點,然后采用Matlab軟件分別計算各種子點之間的連接系數,并計算各種子點的總連接度。
　　 結果:在嚴格控制被試者頭動、行為學表現

4、及機械噪聲等因素影響后,最終符合實驗要求的被試者共18例,其中男9例,女9例。詞語聯(lián)想任務的正激活腦區(qū)主要包括Broca區(qū)、SMA、右側小腦半球、雙側島葉前部及額下回和雙側紋狀體；負激活腦區(qū)主要包括PCC、MPFC、雙側緣上回、右頂葉外側皮層及雙側島葉后部。各激活腦區(qū)組成復雜的神經網絡,進一步可分為任務相關正激活網絡、任務相關負激活網絡和非任務相關負激活網絡。
　　 任務相關正激活網絡主要由Broca區(qū)、SMA、右側小腦半球、雙

5、側島葉前部及額下回、雙側紋狀體組成；網絡中以SMA與左側島葉前部之間的連接系數最大,左側額下回與左側島葉前部之間的連接系數次之；網絡中以SMA的連接度最大,Broca區(qū)次之。任務狀態(tài)下的正激活網絡結構穩(wěn)定,不同的統(tǒng)計閾值時各節(jié)點之間的連接均有統(tǒng)計顯著性；正激活網絡在靜息狀態(tài)下結構不穩(wěn)定,隨統(tǒng)計閾值的增加網絡連接趨于稀疏,部分節(jié)點之間的連接失去統(tǒng)計顯著性。與靜息狀態(tài)對比,任務狀態(tài)下雙側紋狀體總連接度減低。
　　 任務相關負激活網絡

6、主要包括兩側緣上回、右頂葉外側皮層及兩側島葉后部。網絡中以右島葉后部與右側緣上回之間的連接系數最大,以右側緣上回的總連接度最大。任務狀態(tài)下的負激活網絡當閾值大于0.1時其結構趨于穩(wěn)定,各節(jié)點之間的功能連接均有統(tǒng)計顯著性；在靜息狀態(tài)下隨統(tǒng)計閾值的增加,網絡連接趨于疏松。與靜息狀態(tài)對比,右側緣上回在任務狀態(tài)下總連接度增高,而兩側島葉后部及右側頂葉外側皮層總連接度減低。
　　 非任務相關負激活網絡主要包括PCC和MPFC兩個節(jié)點,PC

7、C的激活程度大于MPFC；PCC與MPFC之間的功能連接緊密,｜Z｜取不同的閾值時其連接始終具有統(tǒng)計學意義。PCC的總連接度大于MPFC,但二者在靜息狀態(tài)時的總連接度均低于任務狀態(tài)。
　　 正激活網絡和負激活網絡各自內部節(jié)點之間為正性連接,連接緊密。任務狀態(tài)時正激活網絡與負激活網絡之間為負性連接；靜息狀態(tài)時PCC與R IFG、PCC與SMA、PCC與L_IFG、MPFC與SMA、MPFC與R_Sriatum、MPFC與L_Sri

8、atum之間為負性連接,其余節(jié)點之間為正性連接。不論任務狀態(tài)還是靜息狀態(tài)網絡間連接均隨閾值｜Z｜的增大而趨于稀疏。
　　 結論:
　　 1、中老年人詞語聯(lián)想任務由包括Broca區(qū)、SMA等在內的多個腦區(qū)共同完成,與青年人比較涉及腦區(qū)有諸多不同,提示隨語言功能是一不斷重塑和調整的過程。
　　 2、參與詞語聯(lián)想任務表達的腦區(qū)組成不同的神經網絡,網絡在任務和靜息狀態(tài)下分別表現為不同的連接方式,網絡可動態(tài)調制。