注意缺陷多动障碍儿童语义工作记忆的功能MRI研究

目的 研究注意缺陷多动障碍（ADHD）儿童在语义工作记忆任务下不同脑区的功能状态。方法 ADHD儿童与正常学龄儿童各9名，分别进行行为学评估和功能MR（MR）扫描，刺激任务采用区组（BLOCK）设计的倒退N计数（N—BACK）模式下语义工作记忆任务。MR扫描采用GE3．0 T MR记录提取阶段大脑的反应。结果 ADHD儿童在语义工作记忆任务下激活普遍低于正常组，在1-BACK任务中双侧额中回、额下回、双侧顶上小叶、顶下小叶、右基底节激活低于正常组，而在2-BACK任务中双侧额中回、额下回、双侧顶上小叶、左侧顶下小叶、右基底节及前扣带回激活低于正常组。结论 ADHD儿童的工作记忆功能区包括双侧背外侧前额叶及双侧顶叶存在功能低下，在高负荷的2-BACK任务下并有执行功能区（前扣带回）的激活降低。     

帕金森病静息态脑功能成像研究

目的研究静息态脑功能成像在帕金森病(parkinson's disease,PD)中的应用。方法帕金森病患者29例和健康对照组33例行磁共振检查,扫描序列包括常规MRI平扫及静息态fMRI成像,通过比较两组之间局部一致性和低频振幅的差异,寻找PD患者发生功能异常的脑区,探讨PD尤其是非运动症状的发生机制。结果 PD组ReHo减低的区域主要位于双侧额叶(包括前额叶、额上回、额中回)、胼胝体和扣带回、左中央前回、右侧角回、右侧颞极、丘脑和左侧脑干;PD组ReHo增高的区域主要位于双侧顶叶(包括中央前回和中央后回)左顶下小叶和右楔叶。PD组ALFF减低的区域主要位于左侧额叶、右侧颞叶、右侧中脑及大脑脚、右侧脑桥、右侧小脑、右侧丘脑、胼胝体、双侧顶上小叶;PD组ALFF增高的区域主要位于左侧中央前回和中央后回、左侧岛叶、左侧壳核和左侧丘脑。结论静息态fMRI的局部一致性(ReHo)和低频振幅(ALFF)的方法能够显示PD功能异常的脑区,有助于研究PD的发生机制。     

脑肿瘤引起的运动性失语的功能磁共振研究

目的探讨脑肿瘤引起的运动性失语脑内代偿情况。方法左侧Broca区肿瘤患者患者共13例,根据位置特点分为两组:一组为左侧Broca区脑肿瘤,未侵犯左侧额中回或额叶背外侧区;另一组为左侧Broca区脑肿瘤,侵犯左侧额中回或额叶背外侧区;对照其脑内代偿脑区的异同。正常健康志愿者20人,均为右利手。检查者均完成图片命名任务。AFNI软件处理实验数据。统计分析采用SPSS 12.0分析软件。同一感兴奋区(ROI)比较采用两样本t检验。结果①左侧Broca区脑肿瘤,未侵犯左侧额中回或额叶背外侧区:5例。激活脑区如下:左侧Broca周边脑区:BA46区(5/5);BA10区(3/5)。右侧Broca区激活;双侧额中回及双侧额叶背外侧区激活;双侧颞上回激活;左侧顶上小叶激活;双侧小脑半球,枕叶,双侧梭状回,左侧角回激活。统计学有阳性意义的脑区包括:左侧Broca周边脑区(BA46区,BA10区)及右侧Broca区;②病灶位于左侧Broca区,并累及左额背外侧区或额中回的灰质,激活脑区如下:右侧Broca区无或少量激活,无统计学意义;肿瘤周边脑区:BA46,BA47,BA10区出现不同程度的代偿激活;右侧额中回及右侧额叶背外侧激活;双侧颞上回激活;左侧顶上小叶激活;双侧小脑半球,枕叶激活,统计学有阳性意义的脑区主要为左侧Broca周边脑区:BA46,BA47,BA10区等。结论脑肿瘤所致运动性失语,脑内代偿方式因位置不同而有差异。     

正常人工作记忆的事件相关fMRI研究

目的:采用事件相关fMRI,探讨正常人工作记忆资源募集和干涉解决的神经基础。方法:采用Sternberg范例的一个亚型工作记忆选择任务,对正性和负性反应试验、低度熟悉负性试验和高度熟悉负性试验进行比较。结果:与正确正性反应相比,一些额叶区域,如扣带回前部(BA32)、额中回(双侧BA46、左侧BA9)、左侧额下回(BA44/45)以及右侧楔前叶(BA7)、右侧顶内沟前部(BA40)在做出正确负性反应时激活增加。与低度熟悉负性试验相比,高度熟悉负性试验中左侧额下回(BA44/45)、右侧楔前叶(BA7)、扣带前部(BA32)激活显著增加。结论:在工作记忆负性反应中需要募集更多的资源。额叶皮层和楔前叶可能是干涉解决的神经底物。     

应用局部一致性研究静息态脑功能磁共振成像的性别差异

目的:应用局部一致性的数据分析方法,将fMRI应用于正常人静息态的研究,从局部一致性的角度探讨静息态的性别差异。方法:将21例健康志愿者分为男性组、女性组,采集静息态下的fMRI数据,应用局部一致性方法个体激活图及组激活图;对数据行双样本t检验。结果:男性组较女性组差异有统计意义的激活区为右侧枕叶舌回(BA18)、左侧小脑、右侧枕叶(BA19)、右侧颞下回(BA20)、右侧颞上回(BA22)、左侧顶下小叶(BA22)、右侧楔前叶(BA7)、左侧后扣带回(BA31)、左侧额上回后外侧(BA9)、右侧额中回后部(BA6)、左侧缘上回(BA40)、右侧前扣带回(BA24);激活范围最大区域和激活强度最强均为右侧枕叶舌回(BA18)。女性组较男性组差异有统计意义的激活区为右侧颞下回(BA20)、左侧颞下回(BA20)、桥脑、左侧小脑、左侧颞极区(BA38)、右侧额极区(BA10)、左侧海马旁回(BA34)、左侧中央后回(BA3);激活范围最大区域为右侧额极区(BA10);激活强度最强为桥脑。结论:正常人静息态下的局部一致性存在性别差异。     

正常人情景记忆编码和提取加工的fMRI研究

目的:研究正常人汉字情景记忆编码和提取加工时大脑皮层的激活情况。方法:利用血氧水平依赖性功能磁共振成像技术(blood oxygenlevel dependent functional MRI,BOLD-fMRI),采用组块设计和事件相关的刺激模式,检测20例正常青年人执行汉字情景记忆编码和提取任务时大脑皮层的激活脑区。结果:情景记忆编码加工的激活脑区主要有左侧前额叶背外侧(BA10)、右侧海马旁回、右侧颞叶梭状回(BA20)、两侧前运动区(BA6)、辅助运动区(BA8)、两侧枕叶(BA19)、右侧顶叶(BA7)和两侧小脑半球,提取加工的激活脑区主要有右侧前额叶背外侧(BA10,BA46/47)、左侧额中回(BA10)、左侧额下回(BA47)、辅助运动区(BA8)、两侧基底节区、左侧颞顶交界处、两侧枕叶(BA18/19)、两侧顶叶(BA40)和两侧小脑半球。结论:情景记忆的编码和提取加工尽管存在部分共同的激活脑区,但两者相应的神经机制有所差异。     

多语种者脑语言活动区的功能磁共振成像研究

目的利用血氧水平依赖性功能磁共振成像(BOLD-fMRI)探讨维吾尔族维-汉-英多语者接受三种语言刺激任务时,大脑语言功能区激活的异同。资料与方法 20名健康维吾尔族维-汉-英多语者行fMRI检查,受试者均在3～5岁开始学习汉语,汉语通过中国高等汉语水平考试汉八级(HSK)。开始学习英语的年龄在10～12岁之间,英语水平全部通过国家大学英语4～6级考试。BOLD-fMRI检查采用组块设计,受试者分别接受维语、汉语及英语认知任务的视觉刺激并进行默读,所得图像数据经SPM5脑功能处理软件处理,生成脑激活图并进行分析,组间数据采用多样本的方差分析。结果三种语言共同激活了双侧额中回和额下回(BA 9、BA 46、47)、左侧颞中回(BA 18)、双侧中央前回(BA 4)、双侧梭状回(BA 37)、左侧顶上下小叶(BA 7/40)、双侧枕中回(BA 19)。不同语言任务时右侧颞上回、颞中回(BA 18、BA 38),左侧楔前叶(BA 19),右侧舌回(BA 18)、右侧顶上下小叶(BA 7/40)、双侧的额内侧回、左侧海马旁回、基底节区(豆状核、尾状核)及小脑扁桃体有散在激活。汉语及英语刺激任务时各脑叶激活强度大于维语,三者间有统计学差异。三种语言任务的优势半球均为左侧大脑半球。结论维吾尔族多语者给予母语、汉语和英语刺激时,三种语言有共同的脑激活区,处理汉语及英语刺激任务时脑激活区激活强度及范围大于母语,三种语言刺激时大脑的偏侧化程度无差异。     

持续注意下执行控制和冲突监测的功能磁共振研究

目的:采用功能磁共振技术探讨正常成人持续性注意下冲突监测和执行控制的脑功能情况.方法:对16例健康成人进行持续性操作任务(CPT)测试,采集脑部的BOLD-fMRI数据,采用SPM2软件进行数据分析和脑功能定位.结果:所有受试者右侧扣带回(ACC)、左侧背外侧额叶(DLPFC)、脑干及纹状体激活.结论:扣带回和背外侧额叶是执行冲突监控和反应抑制基础,在冲突监测和反应抑制中形成反馈环路;背外侧额叶同时又是执行控制脑区.此外在持续注意状态下,执行反应控制依赖脑干和新纹状体协调.     

利用fMRI研究正常人执行Stroop任务的脑功能网络

目的:利用功能磁共振成像(fMRI)探讨正常人执行汉字Stroop任务时任务相关的激活与去激活脑功能网络。方法:14例正常志愿者接受了Stroop任务的组块式fMRI,扫描序列为平面回波血氧水平依赖(BOLD)序列,利用统计参数图(SPM99)软件进行图像分析。所有检查完毕后,对受试者进行Stroop的行为学测试,记录反应时间及错误数。结果:正常对照组认字试验的反应时间与颜色命名试验之间差异有显著性意义(t=-8.188,P=0.000)。对照状态下,正常人出现后扣带回皮层、中线前额叶皮层、背侧前扣带回的去激活。正常人执行颜色命名任务较认字任务时出现更多脑区的激活,且其激活强度较第1个任务的脑区激活强度增加。执行颜色命名任务时动用了双侧额中回、左侧额上回、左侧额下回及双侧顶叶。结论:本研究进一步证实静息状态下存在大量的神经元活动,其与任务相关的脑功能网络共同维持正常的认知活动。     

首次发作抑郁症患者认知功能的fMRI研究

目的 利用功能磁共振成像(fMRI)和汉字Stroop任务,探讨抑郁症患者认知功能障碍的神经机制.资料与方法 12例抑郁症患者及12名正常自愿者,采用组块设计的汉字Stroop任务(包括字色一致和字色不一致的颜色命名任务)行fMRI.检查完毕后,行行为学测试,记录总反应时间及错误数.结果 字色不一致的颜色命名任务中,与正常对照组相比,抑郁组的反应时间延长(P<0.01),错误数增多(P<0.01).字色一致的颜色命名任务时,抑郁组出现扣带回的激活.字色不一致的颜色命名任务时,抑郁组左侧前额叶功能脑区激活增加(P<0.05),顶叶多个功能脑区激活减低(P<0.05).两种任务中,抑郁组左侧前额叶功能脑区激活大于右侧(P<0.05).结论 扣带回-前额叶皮层-顶叶网络异常以及双侧前额叶功能失衡共同构成了抑郁症患者认知障碍的神经基础.     

蒙汉双语者的汉语词汇命名加工脑机制的功能磁共振成像

目的:利用功能磁共振成像技术探讨蒙汉双语者及单汉语志愿者在汉语词汇信息加工差异的脑机制。方法:采用汉语词汇命名任务,15例蒙汉双语健康志愿者(男8例,女7例)和15例汉语健康志愿者(男7例,女8例)进行fMRI研究。应用软件包AFNI分析其脑功能激活情况及差异。结果:熟练蒙汉双语者及单汉语志愿者在汉语信息加工过程中,均激活词汇信息加工的经典脑区,包括左侧颞上回后部、左侧顶下小叶、左侧额下回盖部、双侧辅助运动区等区域。在加工汉语词汇命名信息过程中蒙汉双语者双侧枕叶、双侧顶叶、扣带回后部、右侧颞上回和颞中回后部及左丘脑的激活显著比单汉语者增加。结论:蒙汉双语者的汉语加工特异脑区主要为右侧颞中回,功能磁共振成像研究能够为研究蒙汉双语者的脑加工神经机制提供影像学依据。     

脑梗死运动性失语患者的静息态脑功能研究

目的：采用基于低频振幅（ALFF）和功能连接（FC）算法的静息态功能磁共振成像（RS-fMRI）技术,探讨脑梗死运动性失语症患者静息态下脑功能的变化及其意义。方法对脑梗死运动性失语症患者及志愿者行RS-fMRI扫描。采用双样本t检验对病例组和对照组的进行ALFF分析,并以左侧后扣带回为种子点比较两组脑FC的差异。结果与正常对照组相比,病例组ALFF明显降低的脑区有左侧小脑前叶、梭状回,左侧后扣带回,左侧额内侧回;ALFF明显增高的脑区有右侧后扣带回。病例组与对照组相比,FC下降的脑区主要位于左侧额内侧回、左侧颞中回、左侧丘脑、右侧额中下回、右侧中央前回、右侧中央后回、右侧颞中回、右侧枕中回、右侧海马旁回、两侧楔前叶、后扣带回、胼胝体压部;FC增高的脑区主要以左侧大脑半球、左侧小脑齿状核、左侧小脑、右侧眶回、直回、右侧小脑后叶、右侧脑干较为显著。结论结合ALFF和FC两种技术,能从脑局部功能与功能网络的变化两个方面对脑神经活动进行评价,有助于脑梗死运动性失语病理生理机制的探索。     

Functional MR imaging of regional brain activation associated with the affective experience of pain

OBJECTIVE: Current models propose that the experience of pain includes both sensory and affective components. Our purpose was to use functional MR imaging to determine areas of the brain engaged by the affective dimension of pain. SUBJECTS AND METHODS: Twelve healthy adults underwent functional MR imaging using a gradient-echo echoplanar technique while a cold pressor test, consisting of cold and pain tasks, was applied first to one foot and then to the other. The cold task involved the application of cold water (14-20 degrees C) that was not at a painful level. For the pain task, the water temperature was then lowered to a painful temperature (8-14 degrees C) and subsequently to the pain threshold (3-8 degrees C). Images acquired at room temperature before the cold and pain tasks served as a baseline task. Composite maps of brain activation were generated by comparing the baseline task with the cold task and the cold task with the pain task. The significance of signal changes was estimated by randomization of individual activation maps. RESULTS: Cold-related activation (p < 0.01) was found in the postcentral gyrus bilaterally, laterally, and inferiorly to the primary motor-sensory area of the foot and at a site near the second somatosensory site. Activation also occurred in the frontal lobe (the bilateral middle frontal gyri and the right inferior frontal gyrus), the left anterior insula, the left thalamus, and the superior aspect of the anterior cingulate gyrus (seen at one slice location). Pain-related activation (p < 0.01) included the anterior cingulate gyrus (seen at four slice locations); the superior frontal gyrus, especially on the right; and the right cuneus. CONCLUSION: Compared with the basic sensory processing of pain, the affective dimension of pain activates a cortical network that includes the right superior frontal gyrus, the right cuneus, and a large area of the anterior cingulate gyrus.     

应用功能磁共振研究学习对复杂加法的影响

目的:应用功能磁共振(fMRI)对复杂加法的脑功能区进行研究,并分析学习记忆对复杂加法的影响。材料和方法:20名年轻成人右利手正常志愿者参加实验,任务采用组块设计,应用AFNI软件进行数据分析和功能定位,并比较学习前后的脑区激活结构。结果:在未学习复杂计算任务中,两侧枕叶视区、两侧额中回、两侧额叶内侧前部及中部(辅助运动区)、两侧额下回、左侧中央前回、两侧楔前叶、两侧顶间沟周围脑区、两侧顶下小叶、小脑出现激活。学习后复杂加法任务所显示的激活区域有:两侧枕叶视区、两侧额中回、左侧额下回、左侧中央前回、两侧辅助运动区、两侧顶上小叶和顶下小叶、两侧楔前叶。比较学习前后的脑区激活结构,学习前右侧额下回、左侧扣带回后部、左侧顶间沟周围脑区、左侧颞中回激活明显强于学习后;而学习后两侧楔前叶、两侧缘上回及右侧角回的激活相对增强。结论:学习能对复杂加法计算时神经网络功能活动方式产生影响,主要反映在前额叶和顶叶等与工作记忆相关脑区激活的改变上。     

哌醋甲酯治疗前后注意缺陷多动障碍儿童语义工作记忆功能MRI研究

目的:研究哌醋甲酯治疗后注意缺陷多动障碍(ADHD)儿童完成语义工作记忆任务下脑区功能状态的改变,评价fMRI用于研究ADHD治疗机制的可行性.方法:ADHD组儿童6例,男性4例,女性2例,平均年龄12.50±1.87岁,符合DSM-Ⅳ诊断标准.ADHD儿童在治疗前后(检查前3h口服哌醋甲酯,0.2～0.3mg/kg)两种情况下进行行为学评估和功能MRI检查,两次间隔2～4周.刺激任务采用N-BACK模式下的语义工作记忆任务,BLOCK设计方法.fMRI扫描采用GE 3.0T磁共振机,采用配对t检验统计方法.结果:ADHD患儿治疗后脑功能区的激活多于治疗前,1-BACK任务下左侧额中回、双侧额下回、左顶下小叶、双侧基底节等脑区激活与治疗前差异有统计学意义,在2-BACK任务下同时有左颞叶和扣带回激活不同,与认知测试成绩改善具有一定的相关性.结论:哌醋甲酯能增加ADHD患儿的工作记忆功能脑区的激活,fMRI是研究哌醋甲酯治疗ADHD机制的新方法.     

脑瘫儿认知功能损害的3T多模态脑功能MR成像

目的:探索BOLD及DKI磁共振功能成像技术在认知功能损害脑瘫儿的应用。方法:选取伴有认知功能障碍脑瘫患儿(CP组)52例及正常小儿(CG组)50例,使用PhilipsIngenia3.0T多模态磁共振功能成像技术,在静息状态下行高分辨T1WI、BOLD及可行性DKI扫描,采集统计及分析MR功能数据。结果:CP组与CG组比较:①BOLD成像ALFF值:左丘脑、左壳核、左楔前回及右角回、右扣带回后部的ALFF值升高(P <0.05)。②ReHo值:左额上回、左岛叶皮质、左枕回、右额中回、右颞上回Reho值降低(P<0.05);左额叶白质、左顶下小叶、左丘脑、右额叶白质、右扣带回Reho值升高(P <0.05)。③DKI成像MK值:CP组双额叶、双顶叶、双枕叶MK值均低于CG组(P <0.05)。结论:RS-fMRI为无创性敏感研究认知功能障碍脑瘫儿脑灰白质功能、微观结构及病损的重要影像学方法。     

脑功能磁共振对梗死后抑郁症的研究

目的 采用功能性磁共振方法对梗死后抑郁症(PSD)患者观察正性、中性、负性情绪图片后的脑功能成像差异.资料与方法 对11例PSD患者和15名健康志愿者(NORM)进行正性、中性、负性情绪图片刺激下的脑功能磁共振成像研究.结果 PSD组及NORM组观察情绪图片时均主要激活额叶皮层-皮层下网状系统、基底节区(丘脑、苍白球、尾状核)和边缘系统(海马、海马旁回、杏仁核)、岛叶、颞叶,脑干及小脑.两组间有显著组间差异的激活脑区主要有海马旁回、海马、额中回、顶上小叶,扣带回(中性),右侧背侧丘脑、岛叶(正性),右侧杏仁核(负性).结论 PSD与边缘系统(海马、海马旁回、杏仁核)以及额中回、顶上小叶、扣带回、背侧丘脑、岛叶等有密切关系,上述脑区的损害可能参与了PSD的病理生理机制.     

FMRI of working memory in patients with mild cognitive impairment and probable Alzheimer’s disease

The goals of this study were to evaluate brain activation in patients with probable Alzheimers disease (AD), mild cognitive impairment (MCI), and controls while performing a working memory (WM) task. Eleven AD patients, ten MCI subjects, and nine controls underwent functional magnetic resonance imaging (fMRI) while performing a visual WM task. Statistical parametric maps of brain activation were obtained in each group, and group activation difference maps were generated. Ability to perform the task did not differ among the groups. Activation was observed in the parahippocampal region, superior-middle-inferior frontal gyri, parietal region, anterior–posterior cingulate, fusiform gyrus, and basal ganglia. MCI and AD groups showed more activation than the controls in the right superior frontal gyrus, bilateral middle temporal, middle frontal, anterior cingulate, and fusiform gyri. Activation in the right parahippocampal gyrus, left inferior frontal gyrus, bilateral cingulate and lingual gyri, right lentiform nucleus, right fusiform gyrus, and left supramarginal gyrus in the AD group was less than in the MCI group. The WM task evoked activation in widely distributed regions, consistent with previous fMRI studies. AD and MCI patients showed an increased extent of activation and recruitment of additional areas.Presented at the 8th International Conference on Alzheimers Disease and Related Disorders, Stockholm, Sweden, July 20–25, 2002.Supported by a Pilot Project grant from the Alzheimers Disease Center at the University of Texas Southwestern Medical Center (NIA Grant # 1-P-30-AG-12300-08)