正常人电刺激麻木感的任务态及静息态fMRI研究

发布时间：2020-06-16 02:14

【摘要】：第一部分正常人电刺激麻木感的任务态fMRI研究目的运用任务态功能磁共振(Task-state fMRI)评价正常人电刺激麻木感相关脑功能区的激活情况,为麻木感的脑机制研究提供范式,及为麻木感相关疾病研究提供生物学依据。材料与方法招募本院22名健康被试,男11例,女11例,均为右利手,年龄24-30岁,平均26±1.8岁。使用深圳生产低频脉冲电刺激仪(CL-105)按压(PRESS)模式在右侧脚踝上方建立麻木感模型。分别使用低频、高频刺激让被试肢体产生麻木感,同时采集脑功能数据,并让被试分别对不同电刺激做出麻木感评分和情绪效价评分。实验范式采用组块(block)设计方法,运用统计参数图软件包SPM12软件对fMRI数据进行分析,获得麻木感在高频电刺激和低频电刺激增强的脑区激活图及两者差异激活图,并运用SPSS20.0软件,采用独立样本的t检验分析被试在感兴趣区低频电刺激及高频电刺激脑激活强度的差异性。结果1.对22名被试麻木感评分和效价评分采用配对样本t检验:低频电刺激麻木感为3.50±0.96分,高频电刺激麻木感为7.27±1.28分,两者差异有明显统计学意义(t=13.18,p=0.000)。低频电刺激效价为7.13±1.28分,高频电刺激效价为3.54±1.40分,两者差异有明显统计学意义(t=10.77,p=0.000)。高频电刺激中麻木感及效价存在显著负相关(r=-0.53,p=0.011)。2.任务态fMRI高频电刺激麻木感较低频电刺激麻木感激活增强的脑区包括:左侧岛叶顶盖、左侧中扣带回、左侧颞叶、右侧顶叶、左侧中央后回、右侧岛叶后部,左侧丘脑(FWE校正,p0.05),未见显著减弱脑区。结论1.电刺激麻木感强度与情绪效价呈负相关,随着麻木感增强将产生负性情绪;2.任务态fMRI研究表明,电刺激麻木感涉及中央后回原感觉皮层,同时还涉及到丘脑、岛叶等感觉传导的中转区,及颞叶等情绪评估相关皮层。这些脑区的激活随着麻木感增加而增强。第二部分正常人电刺激麻木感静息态fMRI研究目的运用静息态功能磁共振(Resting-State f MRI,rs-f MRI)检测电刺激麻木状态下静息态脑功能变化,分析f ALFF值及脑连接强度情况,进一步探讨与麻木感持续状态相关脑功能网络变化特点。材料与方法招募本院22名健康被试,男11例,女11例,均为右利手,年龄24-30岁,平均26±1.8岁。实验分为两个阶段,第一阶段利用f MRI采集没有电刺激条件下的静息态脑功能数据,第二阶段使用电刺激仪按压(PRESS)模式在右侧脚踝上方产生麻木感,同时利用f MRI采集有电刺激麻木感的静息态脑功能数据。进一步采用CONN软件进行数据处理,获得f ALFF及脑功能连接图,并运用配对样本t检验进行统计学分析。结果1.与无电刺激相比,有电刺激的f ALFF增强脑区包括:左右额叶内侧皮质及前扣带回、右侧颞极、右侧颞中回、左侧颞中回及颞下回、右侧颞下回及枕下回;减弱脑区有:左右楔前叶及后扣带回、右侧小脑(FDR校正,p0.05)。2.与无电刺激相比,有电刺激的静息状态全脑功能连接有显著差异的脑区:左侧运动辅助皮层和右侧中央壳盖连接减弱,右侧额下回与额叶内侧皮质增强,右侧楔叶与距状裂皮层及右侧语言回增强,左侧内距状裂皮层与左侧语言回的连接增强,左侧上距状裂皮层与左右楔叶及左侧内距状裂皮层连接增强、与右侧丘脑连接减弱,左侧内侧距状裂皮层和左侧上距状裂皮层连接增强(FDR校正,p0.05)。3.有无电刺激的静息态脑网络比较分析结果:默认网络的前额叶皮质、右侧背侧注意网络、突显网络的小世界网络类聚系数降低。右侧突显网络和额顶网络平均路径长度缩短。右侧额顶网络、默认网络的右侧顶下小叶、右侧突显系统网络全局效应增加。默认网络的前部节点(前额叶内侧皮质)、左侧语言网络、右侧突显系统网络局部效应减弱。默认网络的前部节点(内侧前额叶皮质)的网络中心介点效应增强,感觉运动网络的中心介点效应减弱(FDR校正,p0.05)。结论1.本研究建立了正常人电刺激持续性麻木状态模型。2.通过静息态f MRI分析显示持续性麻木状态涉及广泛功能脑区,其中扣带回、颞极与麻木感强度相关,而梭状回、颞下回、枕叶与情绪效价相关。3.持续麻木状态下静息态脑网络发生广泛性改变,感觉运动网络、语言网络连接减弱;默认网络及视觉网络连接增强。脑网络全局效应增强,局部效应减弱。
【学位授予单位】：安徽医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R445.2
【图文】：

电刺激,激活强度,岛叶,扣带回

16图 2 高频率电刺激较低频电刺激显著增强的脑区Fig.2 Brain regions of significant activation with high frequency stimulation in contrast to low frequency electrical stimulation.3.3 不同电刺激下脑区激活强度的比较结果22 名被试在低频电刺激与高频电刺激脑区激活强度有明显不同：左侧回中部、左侧扣带回中部、左侧丘脑、左侧岛叶等在高频刺激时脑区的激要明显高于低频刺激（p＜0.05）（如图 3-A—3-D）。

颞下回,中央后回,扣带回,枕叶

26图 4.两种静息态脑功能 fALFF 值显著差异性脑区Fig 4 brain areas of the difference of the fALFF value of resting brain function in thetwo resting state.3.2 fALFF 与行为学相关脑区分析结果将 fALFF 与行为学测试结果进行相关性分析（基于簇块 FDR 校正，p＜0.05）。发现持续麻木感状态下，fALFF 与麻木感相关的脑区包括扣带回、左侧颞极、左侧尾状核。fALFF 与效价相关的脑区包括右侧梭状回、左侧颞下回、右侧中央后回、枕叶、左侧中央后回。fALFF 中麻木感较效价增强的脑区包括左侧苍白球、左侧后扣带回、左侧颞叶、右侧额叶眶回、左侧楔状叶。fALFF 中效价较麻木感增强的脑区包括右侧颞下回、左侧颞下回、右侧枕叶、左侧楔前叶、右侧额叶。（如表 3、图 5-8。）

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