靜息狀態(tài)之腦功能磁共振成像的方法學(xué)及臨床應(yīng)用研究.pdf

1、大量功能磁共振成像(fMRI)的研究表明，人腦在靜息狀態(tài)下存在著一種低頻漲落。盡管目前并不清楚它的生理意義，但是它與人腦靜息狀態(tài)的腦功能以及某些疾病的病理生理有著密切的關(guān)系。本文以重大神經(jīng)和精神疾病的臨床應(yīng)用及理解腦的復(fù)雜性為目標(biāo)，以靜息狀態(tài)的fMRI新方法研究為突破口，主要研究工作包括功能連接、局部一致性以及在阿爾茨海默氏癥研究中的臨床應(yīng)用。 功能連接是腦功能影像研究中的一項(xiàng)極其重要的內(nèi)容。本文提出了一種基于圖論的多腦區(qū)功能連

2、接網(wǎng)絡(luò)新模型。該模型將腦區(qū)看作網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間的線段看作腦區(qū)間的連接。模型充分考慮了多個(gè)腦區(qū)間的相互作用，突破了傳統(tǒng)的功能連接研究中常常只分析成對區(qū)域之間連接強(qiáng)度的限制，更加符合腦的工作機(jī)理和生理學(xué)解釋。采用該模型，我們研究了人腦的運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)從靜息到運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的調(diào)控情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，初級運(yùn)動(dòng)區(qū)和小腦在兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)變過程中功能連接發(fā)生了顯著的變化，這一發(fā)現(xiàn)對于揭示人腦的運(yùn)動(dòng)工作機(jī)理具有非常重要的意義。此外，我們第一次利用信息整合的觀點(diǎn)，從

3、功能連接的角度分析了不同利手小腦靜息狀態(tài)的功能連接網(wǎng)絡(luò)差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)差異主要體現(xiàn)在具有高級功能的腦區(qū)上，該研究為左右利手的腦機(jī)制探討提供了重要證據(jù)。 局部一致性(ReHo)是一種fMRI數(shù)據(jù)分析的新假說。在我們原有的這項(xiàng)工作基礎(chǔ)上，本文首先利用ReHo檢測到人腦的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)，所得結(jié)果與先前基于種子區(qū)域檢測到的網(wǎng)絡(luò)具有很大的一致性。其次，我們將ReHo和腦的功能連接相結(jié)合，開辟了一種研究人腦靜息狀態(tài)功能連接網(wǎng)絡(luò)的新思路。傳統(tǒng)的功能連

4、接分析中，種子區(qū)域的選擇只能采用基于先驗(yàn)的解剖知識或激活圖，沒有考慮靜息狀態(tài)數(shù)據(jù)的屬性。我們利用ReHo分析將靜息狀態(tài)的數(shù)據(jù)屬性引入到種子區(qū)域的選擇上，進(jìn)而對種子區(qū)域進(jìn)行靜息狀態(tài)的功能連接分析。 我們將上面建立的基于靜息狀態(tài)的fMRI新方法，應(yīng)用于阿爾茨海默氏癥患者的研究中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)病人扣帶回后部局部一致性顯著降低，這暗示了該區(qū)域第i頁靜息狀態(tài)的低頻漲落度量可能成為該病臨床前期診斷及藥物評價(jià)等的重要生物學(xué)指標(biāo)。與正電子發(fā)射斷層掃