模拟失重状态对人脑认知功能的影响

目的 使用功能性磁共振（fMRI）技术研究模拟失重状态对脑认知功能的影响。方法 对8名青年航天训练志愿者进行卧床3周的模拟失重试验。试验前后使用fMRI对其进行脑认知功能测试。结果 卧床前在完成执行功能任务时，所有受试者双侧额叶、扣带回和丘脑均出现显著激活，激活信号强度和范围与任务难度相关。卧床后完成相同任务时，激活脑区的范围减少，信号强度下降。卧床前后行为学数据变化无显著性差异。结论 失重状态对兴奋脑区的血流动力学反应能力具有明确的负性影响，可能因而影响人脑的认知功能。     

前额叶皮层在数字工作记忆维持中的作用:事件相关fMRI研究

目的采用事件相关功能磁共振成像(ER-fMRI)探讨前额叶皮层在工作记忆维持期的作用。方法20名正常受试者接受sternberg项目认知任务的功能磁共振成像。采用相对低负载、高负载任务。组分析方法评价维持期相对低、高负载时平均脑区激活情况;组间比较探讨高负载任务出现相关激活增加的脑区。结果维持期与双侧前额叶背外侧皮层(DLPFC)、双侧前额叶腹外侧皮层(VLPFC)、顶叶、辅助运动区(SMA)和运动前区(PMA)、视觉相关皮层激活相关,VLPFC等脑区在高负载任务中激活增加。结论工作记忆维持和操纵之间可能存在功能上的、而非神经解剖的区分。     

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.     

正常人数字n-back工作记忆神经基础的fMRI研究

目的 采用功能磁共振成像(fMRI)和数字2-back工作记忆(WM)任务,探讨WM的神经基础. 资料与方法 正常受试者35名,采用数字2-back任务行fMRI,0-back作为对照任务.采用SPM2软件进行功能数据预处理、统计分析和结果显示.统计分析中,采用SPM2基本模式(basic model)中的单样本t-检验进行组分析.记录受试者的执行表现(反应时间和准确率). 结果 (1)受试者数字0,2-back状态的执行准确率分别为99.05%、95.49%.(2)数字n-back任务中主要有6个脑区激活:双侧前额叶背外侧皮层(DLPFC)(BA9/46);双侧前额叶腹外侧皮层(VLPFC)(BA44/45/47);双侧运动前区外侧部(LPMA)(BA6/8);扣带背侧、辅助运动区(SMA)、运动前区内侧部(MPMA)(BA6/8/32);双侧前额叶皮层(PFC)嘴侧和额极(BA10);双侧顶叶皮层后部(PPC)(BA7/40),另外,双侧小脑、左侧基底节-丘脑区也出现激活. 结论 数字n-back WM任务的神经基础是 "皮层、皮层下区和小脑"构成的分布式脑区网络.     

字母与矩阵工作记忆功能磁共振成像研究

目的:利用功能磁共振成像(fMRI)技术,研究健康成人工作记忆的脑激活功能区。材料和方法:12例健康成人进行字母与矩阵工作记忆两个任务的n-back试验,任务为组块设计,2-back为记忆任务,0-back为内对照;GE3.0TMRI扫描采集图像;以AFNI软件对数据分析和功能定位。结果:①字母与矩阵工作记忆2-back任务的执行正确率均低于0-back任务(P<0.01),所有受试者执行任务正确率均超过75%。②字母工作记忆激活脑区为左侧Broca区(BA44/45)、右侧与左侧前额叶腹侧(BA9/46)、右侧与左侧顶叶后部(BA7/40)、右侧与左侧前运动区(BA6)及辅助运动区(SMA,BA6/8),上述脑区激活强度(2-back相对于0-back任务激活信号改变百分比)均数分别为1.62%、3.27%、3.49%、2.42%、3.53%、2.95%、3.51%与1.79%,其中左半球激活更显著(P<0.05)。③矩阵工作记忆激活脑区为右侧与左侧BA9/46、右侧与左侧BA7/40、右侧与左侧BA6及BA6/8,激活强度分别为:4.96%、4.36%、2.60%、2.50%、2.94%、3.45%与1.83%,其中左侧BA6激活大于右侧BA6,右侧BA9/46与BA7/40激活分别大于左侧BA9/46与BA7/40(P<0.05)。结论:工作记忆存在双分离的脑功能基础,字母工作记忆为"语音环路"前额区BA9/46、左侧Broca区与BA6,左侧激活较右侧强;矩阵工作记忆为"空间模板"前额区BA9/46、BA7/40与BA6,BA9/46、BA7/40右侧激活较左侧强。     

头低位卧床模拟失重对认知功能的影响及中药干预效果

目的观察模拟失重对脑认知功能的影响及中药的干预效果。方法 16名志愿者,-6°头低位卧床(head-down bed rest,HDBR)3周前和卧床结束当天起床前各进行一次fMRI实验,包括中性、冲突两种任务模式和事件相关设计。随机分对照组(8人)、用药组(8人),用药组卧床期间服用自制中药制剂200 mL/d,3周,对照组服用等量安慰剂。结果两组模拟失重前:前扣带回、额叶和丘脑出现显著的激活。模拟失重后(对照组):额叶、前扣带回激活区的范围和信号强度较卧床前显著减少,丘脑激活消失。模拟失重后(用药组):前扣带回出现了显著的激活区,丘脑可见较显著的激活区,右侧额叶额中回小范围激活区。脑激活区范围和信号强度接近模拟失重前状态。结论模拟失重状态对认知功能有明显的影响,中药可以增强相关脑区对认知功能的调控作用。     

肝硬化患者工作记忆任务的fMRI研究

目的:通过n-back语义工作记忆任务的功能磁共振成像(fMRI)技术探讨肝硬化患者语义工作记忆损伤的神经病理学机制。方法:对10例轻微肝性脑病(MHE组)、14例单纯肝硬化(non-HE组)患者及16例正常对照者(对照组)行n-back语义工作记忆任务的fMRI研究。n-back实验采用组块设计,对照状态为0-back,任务状态为1-back和2-back。采用基于MATLAB的SPM8软件对数据进行处理分析。采用单样本t检验分析三组受试者在两种任务状态下的大脑激活情况,采用单因素方差分析观察三组受试者两种任务状态(1和2-back)下脑区激活的差异,采用Pearson相关分析行工作记忆任务脑激活区与任务执行正确率及反应时间之间的相关性。结果:在n-back任务中,三组受试者均表现为额顶叶脑网络的激活,包括双侧前额叶、双侧顶叶、双侧前运动区以及辅助运动区。在1-back任务下,non-HE组及MHE组主要表现为工作记忆部分脑区激活的增加;在2-back任务下,non-HE组及MHE组表现为工作记忆相关脑区激活的减低。肝硬化患者左侧额中回激活与2-back任务执行正确率密切相关。结论:肝硬化患者存在语义工作记忆相关脑区的损害。1-back任务时主要表现为脑区的代偿,但MHE较单纯肝硬化代偿能力减低;2-back任务难度超出代偿限度,主要表现为激活下降,且MHE较单纯肝硬化损伤更明显。     

首发抑郁症患者空间工作记忆的fMRI研究

目的：探讨首发抑郁症患者矩阵工作记忆任务的脑功能磁共振成像（fMRI）激活特征,为抑郁症空间工作记忆力的缺损机制提供影像学线索。材料和方法：12例首发抑郁症患者与12例健康对照者,配对进行矩阵工作记忆任务的脑fMRI扫描。以AFNI软件对fMRI数据定位定量分析。结果：①首发抑郁症患者组矩阵工作记忆0-back及2-back任务执行正确率均低于对照组（P〈0.05）;②矩阵工作记忆任务激活两组受试者的脑区为：右侧与左侧前额叶BA9/46、右侧与左侧顶叶BA7/40、右侧与左侧额叶BA6区及辅助运动区SMA（P〈0.05）;③患者组的上述前六个脑区激活强度分别为：0.21%、1.11%、2.61%、2.82%、1.23%与1.31%,低于对照组的2.60%、2.50%、4.96%、4.36%、2.94%与3.45%（P〈0.05）。两组间SMA区激活差异无统计学意义（P〉0.05）。结论：首发抑郁症患者矩阵空间工作记忆能力下降,双侧BA9/46、BA6与BA7/40区功能减弱是其空间工作记忆能力缺损的机制之一。     

维吾尔族维-英双语者功能磁共振成像研究

目的:利用功能磁共振成像(fMRI - BOLD)探讨维吾尔族维-英双语者接受两种语言刺激任务时,大脑语言功能区激活的异同.方法:20名健康维吾尔族维-英双语者进行fMRI检查,所有受试者均在10～ 12岁开始接受英语教育,并通过大学英语4～6级考试.fMRI BOLD检查采用组块设计,受试者分别接受维吾尔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,组间数据采用两组独立样本的t检验.结果:维吾尔族语刺激任务主要激活了双侧额中回(BA 9)、左侧额下回(BA 46、47)、双侧中央前回(BA4)、左侧颞中回(BA18)、双侧梭状回(BA 37)、双侧顶上下小叶(BA 7、40)、左侧枕中回(BA 19)和部分小脑.英语刺激任务主要激活了双侧额中回和额下回(BA9、46、47)、双侧中央前回(BA4)、双侧顶上下小叶(BA 7、40),左侧梭状回(BA 4)、左侧颞中回(BA18)、左侧枕中回(BA19)、部分小脑及基底节区神经核团.两种语言刺激的优势半球均为左侧大脑半球.结论:维吾尔族双语者给予母语和英语刺激时,两种语言有共同的脑激活区,处理英语刺激任务时脑激活区激活强度及范围大于母语刺激任务,两种语言刺激时大脑的偏侧化程度无差异.     

轻微型肝性脑病患者空间工作记忆的fMRI研究

目的采用行为学和血氧依赖水平功能磁共振成像(BOLD-fMRI)方法探讨轻微型肝性脑病患者空间工作记忆损伤的脑神经机制。资料与方法从符合肝硬化诊断的40例患者中筛选出轻微型肝性脑病患者12例与正常对照者12名进行n-back任务负载下的脑fMRI扫描,以AFNI软件对fMRI数据进行定位定量分析。结果 (1)轻微型肝性脑病患者在三种任务负载下的正确率明显低于正常对照组,平均反应时间亦明显延长,两组差异具有显著性(P<0.001)。(2)fMRI结果发现,在n-back任务负载下,两组被试共同激活的脑区包括双侧前额叶(PFC),前运动区(PreMA),辅助运动区(SMA)及双侧顶叶(PA),且以右侧大脑半球优势为主。对这些感兴趣区进行定量分析发现,正常对照组这些脑区均表现出了和记忆负载相关的负载效应,而轻微型肝性脑病组只在双侧前运动区及双侧顶叶发现了这种负载效应。组间比较发现,在n-back任务负载下轻微型肝性脑病患者大部分工作记忆相关脑区的激活强度均比正常对照组小。结论轻微型肝性脑病患者存在空间工作记忆损伤,双侧前额叶、前运动区、辅助运动区及双侧顶叶功能减弱是空间工作记忆损伤的机制之一。     

数字记忆广度与数字工作记忆的功能磁共振比较研究

目的比较数字记忆广度与数字工作记忆的脑区激活特点与差异。方法利用Siemens 1.5T MR机对12名右利手志愿者进行7位数数字记忆广度与2位数数字工作记忆实验,实验采用组块设计,2组任务均设相应对照任务,将记忆任务与对照任务比较,数据采用SPM99软件进行分析和脑功能区定位。结果进行2组任务时,志愿者额叶的Brodmann6区、9区和47区,顶叶的7区和40区,扣带回,海马结构,纹状体以及小脑均有激活。进行数字记忆广度测试时,双侧枕叶Brodmann18区、19区的激活尤其显著,无明显的半球优势,双侧颞叶Brodmann37区也有激活,而进行数字工作记忆时,则在额叶的激活最为显著,额叶和顶叶的激活都表现为左侧半球优势。结论脑区在进行不同要求的短时数字记忆任务时所参与的阶段和所起的作用不同,通过fMRI的研究对推断大脑进行数字信息的处理过程有一定的帮助。     

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。     

额叶外伤后早期数字工作记忆的fMRI研究

目的:利用功能磁共振成像技术研究额叶外伤后,执行工作记忆任务时脑结构损伤与脑激活功能区的改变。材料和方法:对10例额叶外伤后早期患者(伤后平均31d,其中男性7例,女性3例;平均年龄30.1年)和12例正常志愿者作为对照组(男性7例,女性5例;平均年龄26.9年)分别进行2位和4位数字的正反序工作记忆的实验,使用single-trial设计方法;GE3.0T磁共振机扫描、采集图像,运用AFNI软件包进行数据分析。结果:①正常对照组反序4位数字任务大于正序4位数字脑区有辅助运动区SMA,双侧背外侧前额叶,左侧顶叶,右侧角回;②患者组反序4位数字任务大于正序4位数字的脑区有左侧枕叶;③正常对照组反序4位数字任务大于患者组的部位有左侧DLPFC,左侧角回;正序4位数字大于患者组的部位有左侧枕叶,右侧角回;④患者组反序4位数字任务时大于对照组的部位有楔状回,右侧Broca区;正序4位数字大于对照组的部位有右侧初级运动区MA,右侧额极区。结论:前额叶在脑工作记忆网络中处于重要节点,大脑右侧半球在工作记忆系统中起到巨大代偿作用的脑资源,fMRI提供认知功能损伤的影像学依据,应在临床上发挥更大作用。     

30d头低位卧床对人脑灰质密度的影响

目的探讨头低位卧床(head-down bed rest,HDBR)对人脑灰质密度的影响。方法 14名男性健康志愿者,进行为期30 d的-6°头低位模拟微重力卧床实验。使用3.0T超导MR成像系统采集卧床前后的高分辨率全脑解剖成像数据,用SPM8软件进行基于体素的形态学分析(VBM),比较志愿者卧床前后的脑灰质密度变化。结果卧床后志愿者双侧丘脑、双侧枕叶、右侧顶下小叶的灰质密度减少(P<0.005)。结论模拟微重力环境可致正常成年人脑灰质密度发生改变。     

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。     

原发性夜间遗尿症儿童工作记忆缺陷的功能MRI研究

目的 评价原发性夜间遗尿症(PNE)患儿的工作记忆水平,探索单纯PNE患儿脑区激活状况.方法 选取23例右利手PNE患儿(试验组)以及20名正常对照组儿童(对照组),首先采用中国韦氏儿童智力量表(C-WISC)进行智力测试,然后进一步计算言语智商(VIQ)、操作智商(PIQ)、总智商(FIQ)、记忆/不分心(M/C)因子等指标,其后进行采用分类N-back范式进行事件相关fMRI扫描,记录反应正确率(PCR)以及平均反应时间(mRT),2组间指标的比较采用t检验.fMRI图像数据采用统计参数图2(SPM2)软件进行后处理,采用组分析的方法寻找单纯PNE患儿脑区激活状况与正常对照组儿童的差异.结果 15例PNE患儿和15名正常对照组儿童的资料可用于评价.试验组患儿FIQ、VIQ和PIQ都在正常水平,与对照组差异无统计学意义(P＞0.05).PNE患儿M/C因子(90.4±10.2)低于对照组(99.6±11.9),差异具有统计学意义(t=2.260,P＜0.05).在N-Back范式测试中,PNE患儿PCR[(72.7±6.3)%]低于对照组[(86.3±6.7)%](t=5.727,P＜0.01),而mRT[(625.8±72.5)ms]长于对照组[(534.8±63.3)ms](t=3.684,P＜0.01),差异均有统计学意义.fMRI试验组及对照组的激活区均主要位于右侧额叶背侧、右侧顶叶、左侧颞叶梭状回以及双侧小脑半球后叶,组间分析显示PNE患儿小脑左后部激活程度明显低于对照组(P＜0.01).结论 PNE儿童存在工作记忆缺陷,小脑的功能障碍可能与这种功能缺陷有关.     

利用fMRI研究衰老对听觉数字工作记忆的影响

目的:利用功能磁共振研究衰老对数字工作记忆的影响.材料和方法:6个青年和3个老年被试者参加了有关正序和反序记忆阿拉伯数字的工作记忆实验,同时,fMRI被用来记录大脑的反应.结果:①在青年组中,编码阶段,反序记忆左侧BA9-46区激活高于正序记忆;提取阶段,反序记忆在双侧BA7区激活点体积高于正序记忆.②老年组与青年组比较,在编码阶段反序记忆中青年组左侧BA 9-46区激活高于老年组.结论:功能磁共振有助于加深对衰老的理解.     

Physiologically initiated and inhibited phantosmia: cyclic unirhinal, episodic, recurrent phantosmia revealed by brain fMRI

PURPOSE: Our goal was to use functional magnetic resonance imaging (fMRI) to demonstrate brain activation in patients with unirhinal, episodic, recurrent phantosmia who induced their phantosmia by coughing, sneezing, laughing or vigorous nasal inhalation and expiration, and inhibited it by sleep or performance of a Valsalva type maneuver. METHODS: Three patients with unirhinal phantosmia without change in taste or smell acuity were studied by fast low angle shot (FLASH) MRI and by echo planar imaging (EPI). Brain activation was measured following memory of two tastants (salt, sweet), memory of two odorants (banana and peppermint), actual smell of three odors (amyl acetate, menthone, pyridine), memory of phantosmia (and phantageusia, where applicable), phantosmia initiated spontaneously or by vigorous nasal inhalation and exhalation, phantosmia after inhibition by Valsalva, and these stimuli before and after treatment with the neuroleptic thioridazine. Activation images were derived using correlation analysis and ratios of areas of brain activated to total brain areas were calculated. Total activated pixel cluster counts were also used to quantitative total and regional brain activation. RESULTS: Sensory-specific brain activation was present in each section in each patient following memory of tastants and odorants, actual smell of each odor and memory, and initiation of and inhibition of phantosmia. Activation to odor memory after phantosmia initiation was very robust, whereas after phantosmia inhibition it was similar to that in normal subjects. Brain activation to unirhinal phantosmia was bihemispheric, independent of whether it was left or right sided or patient handedness. While phantosmia memory (in the absence of initiated phantosmia) produced extremely robust brain activation, after initiation and inhibition of phantosmia apparent brain activation decreased. These changes need to be related to shifting state of baseline brain activation and should be interpreted to reflect increased rather than decreased brain activation over that of phantosmia memory alone. Treatment with thioridazine inhibited brain activation to all stimuli including phantosmia and phantageusia memory, as it did previously in patients with birhinal phantosmia. CONCLUSIONS: 1) Unirhinal phantosmia can be demonstrated by brain fMRI as can birhinal phantosmia; 2) unirhinal phantosmia can be initiated and inhibited by physiological maneuvers reflected by changes in fMRI brain activation; 3) fMRI brain activation of unirhinal phantosmia is bihemispheric and independent of peripheral side of phantosmia or patient handedness; 4) anterior frontal brain region plays a significant role in both phantosmia initiation and inhibition as, to some extent, do temporal brain regions; 5) activation of brain GABAergic systems appears to play a role in inhibition of unirhinal phantosmia; and 6) unirhinal phantosmia, similar to birhinal phantosmia, may reflect a type of maladaptive brain plasticity similar to that hypothesized to be responsible for phantom limb pain.     

肝硬化患者工作记忆任务的fMRI研究

目的：通过n-back语义工作记忆任务的功能磁共振成像（~MRI）技术探讨肝硬化患者语义工作记忆损伤的神经病理学机制。方法：对10例轻微肝性脑病（MHE组）、14例单纯肝硬化（non-HE组）患者及16例正常对照者（对照组）行n-back语义工作记忆任务的fMRI研究。n-back实验采用组块设计,对照状态为0-back,任务状态为1-back和2-back。采用基于MATLAB的SPM8软件对数据进行处理分析。采用单样本t检验分析三组受试者在两种任务状态下的大脑激活情况,采用单因素方差分析观察三组受试者两种任务状态（1和2-back）下脑区激活的差异,采用Pearson相关分析行工作记忆任务脑激活区与任务执行正确率及反应时间之间的相关性。结果：在n-back任务中,三组受试者均表现为额顶叶脑网络的激活,包括双侧前额叶、双侧顶叶、双侧前运动区以及辅助运动区。在1-back任务下,non-HE组及MHE组主要表现为工作记忆部分脑区激活的增加;在2-back任务下,non-HE组及MHE组表现为工作记忆相关脑区激活的减低。肝硬化患者左侧额中回激活与2-back任务执行正确率密切相关。结论：肝硬化患者存在语义工作记忆相关脑区的损害。1-back任务时主要表现为脑区的代偿,但MHE较单纯肝硬化代偿能力减低;2-back任务难度超出代偿限度,主要表现为激活下降,且MHE较单纯肝硬化损伤更明显。     

视觉记忆的功能磁共振研究

利用功能磁共振研究关于视觉呈现的记忆特点.材料和方法:利用1.5T MR的BOLD软件对8个志愿者做了有关数字顺序的视觉实验,所有数据经AFNI软件处理.结果:反序记忆激活体积显著大于正序记忆的部位在左侧半球的BA9区和BA17/18/19区.相反,激活体积正序记忆大于反序记忆的情况出现在右侧BA44/45区.结论:功能磁共振技术有助于加深对视觉记忆的理解.