脑老化的异质性:功能磁共振成像的初步对照研究

目的探索脑功能老化异质性的相关机制。方法10例成功老龄（SA）、10例常态老龄（UA）和9例轻度认知功能损害（MCI）患者进行词汇流畅性作业（VFT）的fMRI检查,比较脑激活表现。结果SA与UA均明显激活顶叶、额叶、扣带前回及枕叶,MCI除右侧额叶外激活普遍低下;SA激活强度大于UA,但差异无统计学意义,二者激活强度均高于MCI,差异有统计学意义（P〈0.01）。SA左前额叶（尤其左侧前额叶背外侧皮质）激活显著,UA与MCI激活相对减弱,差异有统计学意义（P=0．01）。SA脑激活呈一致优势侧偏（偏侧化指数LIs=0．46）,UA和MCI脑激活总体无偏侧性（LIs分别为-0．12和-0．06）;（4）SA与UA均有显著枕叶激活,MCI激活不明显。结论脑老化过程中存在着异质性,涉及了复杂的脑功能机制;左侧前额叶背外侧皮质激活程度和偏侧化指数可作为衡量脑功能老化水平的参考指标。     

轻度认知障碍患者记忆力的功能磁共振研究

目的通过神经心理测定和功能磁共振（FMRI）检查相结合的方法,了解轻度认知障碍患者在记忆方面的脑功能情况。探讨轻度认知障碍和早期诊断阿尔茨海默病（AD）之间的联系。方法选取干预组120例MCI患者和对照组120名正常人,进行无意义图形记忆和FMRI检查,对反应时间、正确率和FMRI的脑激活图进行比较。结果干预组反应时间比对照组明显延长（P〈0.01﹚,正确率显著降低。干预组脑激活图显示与对照组相比,在记忆编码时,主要在左侧前额叶背外侧和海马带回、以及以右侧为主的后部脑区激活减弱,记忆提取时$在双侧前额叶背外侧,左侧海马旁回和前扣带回、以及后部脑区激活减弱。结论 MCI患者的记忆功能已有损伤,利用FMRI检查与认知神经心理学的联合研究能为及早地诊断AD提供有价值的参考依据。     

视觉刺激下心算任务的功能磁共振成像研究

目的：采用功能磁共振成像技术（fMRI）对视觉刺激下简单心算任务进行研究，探讨不同计算任务类型相关脑功能区的定位及作用机制，进一步理解人脑高级思维模式。方法：对12名右利手志愿者（男性6名，女性6名）进行简单加法计算、简单减法计算和退位减法计算任务的fMRI研究。应用组块设计模式。采用GE1．5T磁共振扫描仪。对所有志愿者行TIWI和fMRI。采用AFNI软件进行数据分析和脑功能区定位。同时记录被试的计算正确率和反应时间。应用SPSS11．0软件进行统计学分析。结果：12名被试中共获取10人的行为学数据。三种心算任务模式随计算难度的增加，平均反应时延长，计算正确率下降。男女间比较退位减法任务计算正确率存在差异，女性低于男性（p〈0．05）。三种计算任务存在共同激活脑区，如额叶、顶叶、枕叶及初级运动皮层，额叶为减法任务主要相关脑区。随任务难度加深，脑总体激活体积增大。结论：fMRI为计算认知功能研究提供了便捷的可视化方法，不仅可以对相关脑功能区进行定位，而且可以通过不同的实验设计来推断各功能区在计算认知中的作用。     

静息态脑功能连接在不同认知状态老年人中的应用

目的探讨不同认知状态老年人静息态脑功能连接情况。方法收集阿尔茨海默病患者（AD组）13例、轻度认知功能障碍患者（MCI组）12例、认知正常老年人（对照组）13例,进行磁共振扫描,应用局部一致性（ReHo）方法确定种子点,并进行静息态功能连接分析。结果在静息状态下,AD组和MCI组患者的后扣带回区域、额叶内侧、前额叶背外侧和顶叶部分区域的ReHo均较高。与对照组相比,MCI患者左侧颞叶（颞下回及颞中回）、海马旁回及右侧枕叶舌回、皮层下的部分脑区ReHo显著降低;而右侧额叶（额上回、额中回及中央前回）、顶上小叶及左侧梭状回、颞上回、额下回的部分脑区ReHo显著增高。AD患者变化更加明显,额叶-顶叶,颞叶-脑岛,颞叶-枕叶之间的长距离连接降低,但是额叶内部和枕颞间、丘脑及颞叶间的功能连接增高,3组间差异有统计学意义（P＜0.05）。结论3组不同认知状态老年人的功能连接不同,有助于AD、MCI患者及正常老年人的鉴别诊断。     

AD和MCI病人前额叶注意功能区fMRI检测

目的 应用功能磁共振成像(fMRI)观察阿尔茨海默病(AD)、轻度认知功能损害(MCI)病人在汉语Stroop任务操作中的脑皮质功能区活动情况.方法 选择AD病人11例,MCI病人10例,和按年龄、性别、文化层次进行匹配的正常对照组10例.fMRI运用刺激-休息-刺激的模式,刺激任务采用汉语Stroop任务.测定分析3组被试反应时间、漏报率、错误率的差别.采用AFNI软件将图像数据进行处理和分析,对3组脑激活图像的激活部位及范围进行比较.结果 AD组完成汉语Stroop色词任务反应时间长于对照组,错误率、漏报率高于对照组(Z=-3.38～-2.82,P<0.01);MCI组反应时间长于对照组(Z=-2.04,P<0.05),漏报率、错误率与对照组无明显差异(Z=-1.14、-0.89,P>0.05).MCI组在双侧背外侧前额叶(DLPFC)、双侧后顶叶激活体积明显大于对照组(Z=-2.663～-2.268,P<0.05);AD组在双侧DLPFC、腹内侧前额叶(VLPFC)激活体积明显小于对照组(Z=-3.029～-2.536,P<0.05),在双侧后顶叶与对照组比较无明显差异(Z=-0.423～-0.387,P>0.05).结论 AD以前额叶功能损害为主,MCI以前额叶和后顶叶功能代偿为主,提示老年性认知损害不同阶段具有不同的神经病理学特征.     

数字工作记忆的脑功能磁共振定位研究

目的通过功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging,fMRI）技术研究健康人脑处理数字工作记忆的神经基础。方法选取12名有利手健康志愿者进行一项数字工作记忆任务,同时进行fMRI扫描。实验采用组块设计,记忆任务和对照任务交替进行,采用SPM99软件进行数据分析和脑功能区定位。结果当统计阈值概率设为P〈0．01时,任务所激活的脑区有额叶[布鲁德曼分区（Brodmannarea,BA）6／9／46]、顶叶（BA7／40）、双侧海马、双侧扣带回、丘脑、尾状核以及小脑,其中额叶的激活最为显著（P〈0．05）,额叶和顶叶的激活都表现为左侧半球优势（P〈0．05）。结论左侧额叶在人脑数字工作记忆中起重要作用,其他皮层脑区及皮层下结构也共同参与完成数字工作记忆的信息处理过程。     

伴有和不伴抑郁的阿尔茨海默病患者在情感Stroop任务下脑功能激活差异的研究

目的研究阿尔茨海默病（AD）与阿尔茨海默病伴抑郁（dAD）患者在情感Stroop任务下脑功能激活区的差异,探讨情感因素对AD伴抑郁的发病影响。方法收集临床诊断轻度AD患者20例（DSM-Ⅳ标准,CDR1．0）,其中9例dAD患者（NIMH-dAD标准,CSDD量表〉12）,其在年龄、性别、利手（右利）、教育程度、病程和MMSE评分等项上差异无统计学意义。另有10例正常老年人为对照组。采用功能磁共振成像（蹦RI）方法,利用情感Stroop任务为刺激。计算完成任务的反应时间、错误率和漏报率为行为学指标,同时采集Ⅳ砒脑部功能图像,使用SPM2软件分析。结果dAD、AD组与正常对照组完成情感Stroop任务的反应时间分别为1528ms±302ms、1173ms±237ms、875ms±3201118;错误率分别为9．7％、7．6％、0．5％;漏报率分别为2．5％、3．1％、0,2组AD患者的反应时间均明显慢于正常对照组（均P〈0．001）,且dAD组比AD组更慢（P=0．04）,但2组在错误率（P=0．22）和漏报率（P=0．29）间差异无统计学意义。情感Stroop任务时（P〈0．001）,正常老年组在右侧杏仁核、双侧前额皮质、双侧枕叶与左侧顶叶激活。AD组仅见双侧顶叶和左侧前额皮质少量激活。dAD组双侧前额皮质激活。结论AD伴有和不伴抑郁的患者均存在异常的脑功能成像,并有着明显的差别。dAD受情感因素的影响更大。与情感功能相关的神经纤维投射异常可能是AD伴抑郁的发病基础。     

轻度认知障碍静息态功能磁共振研究低频振幅分析

目的 基于静息态功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging,fMRI）技术,应用低频振荡幅度（amplitude of low-frequency fluctuation,ALFF）观察轻度认知障碍（mild cognitive impairment,MCI）的静息态脑功能改变。方法 选取50例MCI患者作为研究对象,以50例年龄匹配的正常健康老年人作为对照组。所有被试均进行fMRI检查,采取ALFF后处理方法,比较MCI与正常对照组静息态脑功能的差异。结果 与正常对照组比较,MCI组患者双侧海马旁回、双侧尾状核、左侧壳核和左侧岛叶ALFF减弱。未检测出ALFF增强的区域。结论 MCI患者静息态fMRI显示海马旁回等脑区活动强度减弱。     

高血压患者临床前认知损害的功能磁共振评价

目的利用磁共振功能成像（fMRI）技术,研究无心脑肾并发症以及认知障碍的中重度高血压患者是否存在认知相关的脑功能异常。方法50名受试者参加试验。中重度原发性高血压患者25例,正常对照25名,按性别、年龄及文化程度匹配。fMRI刺激模式为Block Design,刺激材料通过听觉呈现。实验1任务要求受试者仔细听无意义假词词组。实验2要求听真词词组,并对词性（具体词还是抽象词）做心理判断。fMRI数据处理用SPM99软件,获得基于单个像素分析的检验激活图及负激活图。结果简易智能状态检查,高血压组29．3±1．1、对照组29．6±0．5,两组分值差异无统计学意义（P=0．5223）。焦虑状态量表分值,患者组（47±5）高于对照组（42±5）（P=0．0356）。fMRI实验1：患者组与对照组相比,激活与负激活脑区部位基本相同,但是患者组有关脑区的活动强度强于正常对照组。fMRI实验2两组受试者激活与负激活脑区也相同,激活脑区包括两侧颞上回、额下回脑区;左侧角回;两侧额上回、运动前区;两侧辅助运动区及小脑半球等。负激活脑区包括前额叶中内侧、后带回后部／楔前叶、两侧顶下小叶及枕叶区域等。但患者组激活的强度与范围均大于对照组。结论无心脑肾并发症以及行为认知障碍的中重度高血压患者,可能已经存在某些脑功能异常,fMRI技术有可能早期检测到这些改变。     

阿尔茨海默病与轻度认知功能障碍病人脑正电子发射计算机断层扫描的对照研究

目的　通过对Alzheimer病 (AD)与轻度认知功能障碍 (MCI)病人的脑葡萄糖代谢的对照研究 ,以期探讨MCI与AD之间的关系。方法　对符合入组标准的 13例AD病人、10例MCI病人和 10名健康志愿者 (HC)进行正电子发射计算机断层扫描 (PET)检查测定。结果　 (1)健康老人可出现顶叶、颞叶葡萄糖代谢减低 ,但程度较轻 ;MCI病人顶叶葡萄糖代谢进一步减低 ,痴呆组顶叶、颞叶和额叶葡萄糖代谢减低更为明显。 (2 )AD组的额叶 (包括额叶上、中、下回 ,眶回和直回 )、颞叶 (包括颞叶上、中、下回 )、顶叶 (包括顶上小叶、缘上回、角回 )、边缘系统 (包括扣带回前部、岛叶 )、基底节 (包括丘脑、尾状核、杏仁核 )等脑区局部脑葡萄糖代谢率 (rCMRglc)减退较明显 ,与MCI组和健康对照组相比 ,差异具有显著意义 (P <0 0 5～P <0 0 0 1)。 (3)MCI组在额叶、颞叶、顶叶、边缘系统、基底节等脑区rCMRglc均值与正常对照组相比都有所减低 ,但其差异多数无显著意义 (P >0 0 5 ) ;提示MCI上述脑区的功能状态处于正常老人与AD病人之间。只有在左侧尾状核rCMRglc减退较明显 ,与正常对照组相比 ,差异有显著意义 (P <0 0 5 )。结论　AD病人的额叶、颞叶、顶叶、边缘系统、基底节等部位的脑葡萄糖代谢均有减低 ,提示AD病人脑功能全面减     

正常老年人计算任务的脑功能磁共振成像研究

目的：探讨正常老年人进行脑功能磁共振成像(fMRl)实验的可行性及计算任务的激活脑区。方法：对11例正常老年志愿者进行简单计算任务和复杂计算任务的fMRI实验，以SPM99作后处理显示激活脑区。结果：11例被试的简单计算任务均完成较好，激活区域主要集中在双侧顶上、下小叶和双侧枕叶，复杂计算任务除了以上脑区的激活外，还包括Brdmann9、10区和Brdmann 46区。结论：老年人进行fMRI实验具有可行性，复杂计算任务比简单计算任务激活更多的额叶脑区。     

儿童珠心算相关脑激活区的功能磁共振研究

目的 采用功能磁共振成像(fMRI)技术观察接受不同时间的珠心算训练后儿童进行计算时脑激活区的部位及特点的变化,分析珠心算训练对儿童心算能力及数字计算相关脑区的影响.方法 对12名接受过珠心算训练1年(初级组)和12名接受过珠心算训练3年(高级组)的学龄儿童进行数字运算的BOLD-fMRI扫描,采用SPM2软件进行数据分析和脑功能区定位.结果 高级组的运算正确率高于初级组[(66.48±13.54)%,(85.74±3.60)%,P＜0.01],反应时间短于初级组[(1056.94±485.07)ms,(591.46±287.25)ms,P＜0.01].2组被试儿童在不同的运算任务中几乎均可见枕叶及顶叶激活(P＜0.01,VOX>10).初级组儿童激活的脑区较多,主要包括双侧枕叶、额叶中上部、顶叶和颞叶,高级组儿童珠心算时激活的脑区少且集中,主要位于枕叶及顶叶.结论 珠心算训练能够有效提高儿童心算能力;珠心算训练后儿童数字加工主要依赖视觉空间策略.     

海洛因成瘾者后扣带回结构和功能连接的磁共振研究

目的 应用基于体素的形态测量学和静息态功能磁共振研究海洛因成瘾者后扣带同结构和功能连接的变化情况.方法 14例海洛因成瘾者和13例正常对照者分别采集3DT1WI图像和静息态功能磁共振图像,对3DT1WI图像进行基于体素的形态测量学分析以了解相关脑区灰质密度和体积的变化,对功能磁共振图像分别以左、右后扣带同为感兴趣区与全脑的体素进行相关分析,比较海洛因成瘾组与正常对照组的后扣带回结构和功能连接的变化情况.结果 与正常对照相比,海洛因成瘾组的后扣带回灰质密度显著降低;以左侧后扣带回为感兴趣区进行功能连接分析,海洛因成瘾组左侧后扣带回与右侧颞叶的功能连接高于正常对照组,与右侧前额叶、丘腩以及左侧顶叶的功能连接明显低于正常对照组;以右侧后扣带回为感兴趣区进行功能连接分析,海洛因成瘾组右侧后扣带回与左侧额叶、左侧顶叶以及丘脑的功能连接明显低于正常对照组(双样本t检验,P<0.01).结论 海洛因成瘾者后扣带回的结构和功能连接异常,这与海洛因成瘾的脑结构和功能障碍以及奖赏系统障碍有关.

Abstract：

Objective To explore the abnormalities in the posterior cingulated cortex structure by voxel based morphometry(VBM)and changes of functional connectivity by resting-state functional magnetic resonance imaging(fMRI)in long-term heroin addictions.Methods High-resolution volumetric T1-weighted images and resting state fMRI examination were performed on 13 long-term heroin addicts and 14 matched healthy volunteers.The T1-weighted images were processed using optimized voxel-based morphometry to investigate abnormalities in the gray matter,at the sarne time,the posterior cingulated cortex was setted as the region-of-interest(ROI)seed,with which a whole-brain voxel temporal correlation in low frequency fMRI fluctuations was calculated,to find changes of the posterior cingulated cortex functional connectivity.Results Compared with the control group,gray matter concentration significantly decreased in the posterior cingnlated cortex,at the same time,the functional connectivity between the left posterior cingulated cortex and the right temporal lobe was increased,but the functional connectivity between the left posterior eingulated cortex and the left thalamus,the left parietal lobe,the left cerebrum were all decreased in heroin addicts.At the same time,the functional connectivity between the fight posterior cingulated cortex and the left thalamus,the left parietal lobe,the left frontal lobe were decreased in heroin addicts(t testing,P<0.01).Conclusion The structure and the functional connectivity in posterior cingulated cortex in long-term heroin addicts are changed,which may affect the dysfunction of the addictive brain and the function of reward mechanism.     

针灸刺激对健康人及中风患者功能磁共振显像脑活动的影响

Objective

To investigate brain activity patterns during acupuncture in stroke patients, and to compare the result with normal subjects using functional magnetic resonance imaging (fMRI).

Methods

A total of 11 stroke patients with motor weakness and 10 healthy subjects were studied. fMRI was performed during acupuncture on the left side at points Quchi (LI11) and Zusanli (ST36). Data were analyzed using statistical parametric maps of brain activation induced by acupuncture stimulation.

Results

The results showed that stimulation of both LI11 and ST36 produced significantly different brain activation patterns between the two groups. The normal group showed a greater overall activation than the stroke group. In the normal group, parts of the frontal lobe, parietal lobe, sub-lobar, cerebellum and midbrain regions were activated by acupuncture at the left LI11. On the other hand, only the right side of the inferior parietal lobule region was activated in the stroke patients. When the left ST36 was stimulated in the normal group, both sides of the frontal lobe, parietal lobe, temporal lobe, and sub-lobar, and the left side of occipital lobe, and the right side of cerebellum and midbrain regions were activated. For the same stimulation in the stroke group, only both sides of the inferior parietal lobule and cerebellum regions were activated (P<0.05, cluster level). Deactivation pattern was not noted during any acupuncture stimulation in both groups.

Conclusion

Brain signal activations during the same acupuncture were different between the healthy and the stroke patients, and the effects showed a correlation of different acupuncture points.     

吸烟成瘾者吸烟暗示fMRI研究

目的:观察重度吸烟依赖者在不同生理状态下给予吸烟相关视觉刺激引起脑功能区的不同激活模式。方法:15名右利手受试者完成试验,非吸烟对照组8例,重度吸烟依赖组7例。Block设计,FE-EPI采集,吸烟相关图片作为视觉暗示任务。用SPM2进行数据处理,比较吸烟组与对照组在注射尼古丁前后脑的不同激活模式。结果:①重度吸烟依赖组在尼古丁剥夺12 h后观看吸烟相关图片显示海马后部、丘脑、苍白球等脑区激活,对照组对应脑区激活不明显。两组均有双侧额上回、额中回及扣带回前部激活,激活程度组间差异有显著性(P<0.05)。②重度吸烟依赖组注射尼古丁后观看吸烟相关图片脑激活区明显减少,对照组注射尼古丁出现扣带回前部、海马、岛叶、额上回、额中回激活。③其他脑区的激活:重度吸烟依赖组与对照组均出现小脑、枕叶、颞叶、顶叶激活。结论:重度吸烟依赖组较对照组在吸烟暗示时中脑边缘系统明显激活,证实奖偿环路参与吸烟成瘾;吸烟者和非吸烟者在注射和不注射尼古丁的情况下对吸烟暗示有不同的反应。     

轻度认知功能障碍患者在MR扩散张量成像中脑白质各向异性分数值的变化

目的分析轻度认知功能障碍(MCI)患者脑白质各向异性分数(FA)值的变化,探讨FA值对轻度认知障碍的诊断价值。方法应用磁共振扩散张量成像(DTI)对18例MCI患者(MCI组)和18例年龄匹配的健康志愿者(健康对照组)进行分析,应用GE Signa Excite 1.5T核磁共振系统进行头颅DTI检查,分别测量2组双侧颞叶白质、侧脑室前后角旁白质、额叶及顶叶内侧皮质下白质的FA值,并对测量结果比较。结果 MCI组双侧侧脑室前角旁白质、右颞叶白质及右顶内侧皮质下白质FA值低于健康对照组(P<0.05),而双侧额内侧皮质下脑白质、双侧侧脑室后角旁白质、左侧颞叶白质、左顶内侧皮质下白质及脐胝体膝部及压部FA值2组间比较差异均无统计学意义(P>0.05)。结论双侧侧脑室前角旁白质、右侧颞叶白质及右顶内侧皮质下白质FA值降低可以作为早期诊断MCI的影像学指标,对于早期干预及提高患者的生存质量具有重要意义。