fMRI負(fù)激活與人腦默認(rèn)活動網(wǎng)絡(luò).pdf

1、目前fMRI研究中，許多研究者的注意點集中在檢測與某一特定任務(wù)相關(guān)的腦區(qū)神經(jīng)元活動增加伴隨的局部腦組織血流增加和血氧水平變化。通常用腦激活(Activation)來表征這類變化。fMRI背景下，腦激活是指任務(wù)狀態(tài)減去對照狀態(tài)數(shù)據(jù)所得信號，它反映了與該任務(wù)相關(guān)的局部腦區(qū)神經(jīng)元活動增強(qiáng)。但是近年來一些研究者注意到對照狀態(tài)(大多數(shù)為閉眼、無任務(wù)的靜息狀態(tài))數(shù)據(jù)減去任務(wù)期數(shù)據(jù)也有腦活動信號，這就是負(fù)激活(Deactivation)。負(fù)激活存在兩

2、種現(xiàn)象：一種為任務(wù)依賴性負(fù)激活(task-dependentdecrease)，另一種為非任務(wù)依賴性負(fù)激活(task-independentdecrease)。根據(jù)負(fù)激活的非任務(wù)依賴性現(xiàn)象Raichle提出腦的默認(rèn)活動網(wǎng)絡(luò)(defaultmodenetworkactivity)假說：人腦在無外界任務(wù)的清醒、靜息狀態(tài)下就存在有組織的腦功能活動，這些腦區(qū)主要包括前額葉中內(nèi)側(cè)、扣帶回前部、扣帶回后部及兩側(cè)頂下小葉等區(qū)域。其確切的功能意義尚不清

3、楚，但與大腦對內(nèi)外環(huán)境的監(jiān)測、情節(jié)記憶及自我意識密切相關(guān)。該網(wǎng)絡(luò)的重要特性之一是其負(fù)激活程度隨任務(wù)的認(rèn)知難度增高而增大，簡單的運動及視覺任務(wù)對其活動程度沒有影響。這一假說的提出，對闡明人類意識及fMRI研究結(jié)果的解釋具有重要意義。 本論文的主要研究目的是：①探索腦的默認(rèn)活動網(wǎng)絡(luò)的普遍性(正常成人、焦慮癥患者及高血壓病人是否存在相同的腦默認(rèn)活動網(wǎng)絡(luò))；②檢驗該網(wǎng)絡(luò)負(fù)激活程度與認(rèn)知任務(wù)難度之間的關(guān)系；③研究人類大腦在某些非器質(zhì)性病理

4、狀態(tài)時腦默認(rèn)活動網(wǎng)絡(luò)的變化特征；④初步探索該網(wǎng)絡(luò)的功能意義。 全文共分為三部分內(nèi)容。第一部分著重于文獻(xiàn)調(diào)研及理論探討。主要闡述了關(guān)于負(fù)激活的概念、生理機(jī)制及其與腦的默認(rèn)活動網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系，重點闡述了有關(guān)腦默認(rèn)活動網(wǎng)絡(luò)的研究背景及其意義。第二部分以正常成人為對照，以焦慮癥病人為研究對象，著重探討了焦慮癥病人的腦默認(rèn)活動網(wǎng)絡(luò)特征，同時也研究了焦慮癥病人的腦激活網(wǎng)絡(luò)特征及其可能神經(jīng)機(jī)制。共進(jìn)行兩次fMRI實驗，實驗1情緒中性詞與無詞語刺激

5、的空白靜息狀態(tài)交替，實驗2情緒威脅詞與情緒中性詞交替。結(jié)果表明焦慮癥病人也存在與正常人類似的腦默認(rèn)活動網(wǎng)絡(luò)，但是實驗1焦慮癥病人扣帶回后部負(fù)激活程度顯著強(qiáng)于正常人，而扣帶回前部(BA24/32)負(fù)激活程度明顯低于正常人。兩者呈反向變化趨勢。實驗2負(fù)激活網(wǎng)絡(luò)僅見于焦慮癥病人，正常人未顯示負(fù)激活腦區(qū)。這些結(jié)果提示，焦慮癥病人扣帶回前部及扣帶回后部存在功能異常，這種異常在其神經(jīng)病理機(jī)制中具重要作用。第三部分以無臨床認(rèn)知能力損害的中重度高血壓病

6、人為研究對象，以正常人作為對照，對高血壓病人的腦默認(rèn)活動網(wǎng)絡(luò)及其與認(rèn)知能力關(guān)系進(jìn)行研究。進(jìn)行兩次fMRI實驗。實驗1任務(wù)期要求受試者仔細(xì)聽無意義假詞詞組。實驗2任務(wù)期要求聽真詞詞組，并對詞性(具體詞還是抽象詞)做心理判斷。兩次實驗均以無特定任務(wù)刺激的靜息狀態(tài)作為控制任務(wù)。結(jié)果表明實驗1兩組受試者的激活腦區(qū)部位相同，負(fù)激活腦區(qū)部位也基本相同。實驗2其激活與負(fù)激活腦區(qū)部位也各自相同。負(fù)激活的腦區(qū)網(wǎng)絡(luò)與Raichle提出的腦默認(rèn)活動網(wǎng)絡(luò)基本一

7、致，隨認(rèn)知任務(wù)難度增大，負(fù)激活程度增大，同時發(fā)現(xiàn)高血壓組有關(guān)腦區(qū)的激活與負(fù)激活程度均強(qiáng)于正常對照組。這些結(jié)果說明以微血管病變?yōu)樘卣餍圆±砀淖兊母哐獕翰∪送瑯哟嬖谂c正常人一致的腦默認(rèn)活動網(wǎng)絡(luò)，它的活動特性與正常人一樣隨認(rèn)知任務(wù)的難度增加而增大。這些結(jié)果提示無心、腦、腎等重要臟器并發(fā)癥以及行為認(rèn)知障礙的中重度高血壓患者，可能已經(jīng)存在某些腦功能異常，fMRI技術(shù)有可能早期檢測到這些改變。 結(jié)論：腦的默認(rèn)活動網(wǎng)絡(luò)是一個與人類意識及認(rèn)知、

8、記憶等重要功能密切相關(guān)神經(jīng)基礎(chǔ)。我們的初步研究得出如下結(jié)論： 1.腦默認(rèn)活動網(wǎng)絡(luò)存在具有一定普遍性。無論是正常成年人還是焦慮癥患者或是以微血管病變?yōu)樘卣鞯母哐獕翰∪?，其網(wǎng)絡(luò)腦區(qū)組成基本一致。 2.腦默認(rèn)活動網(wǎng)絡(luò)負(fù)激活程度與認(rèn)知任務(wù)難度密切相關(guān)。任務(wù)的認(rèn)知任務(wù)難度越高，其負(fù)激活程度越大。 3.人腦某些非器質(zhì)性病理狀態(tài)時默認(rèn)腦活動網(wǎng)絡(luò)的活動會發(fā)生改變。如焦慮癥病人扣帶回后部(PosteriorCingulateCor