轻度创伤性脑损伤与认知障碍患者注意网络的多模态研究

发布时间：2020-06-18 16:15

【摘要】：研究目的:随着社会的发展与进步,我们的生活环境和质量得到不断的提高;然而,我们也清醒地认识到,我们同时不得不要面临越来越多的一些极端环境及突发事件。一些特殊的岗位的特殊群体,比如,部队战士、消防官兵在实际救火过程中以及煤矿工人在采矿过程中,他们要随时面对、判断并处理各种各样的突发事件。轻度创伤性脑损伤的发病率由此不断升高。由于轻度创伤性脑损伤在损伤初期临床症状较轻,常规影像学检查可以为阴性结果,患者自觉症状恢复快而很容易被被患者本人及临床医师忽略。轻度创伤性脑损伤预后不一。主要包括以下几个方面;(1)意识障碍:是抑制意识的医学条件。有些人将意识障碍定义为从完全自我意识到抑制或缺乏自我意识和唤醒的任何变化。该类别通常包括最低限度意识状态和持续植物人状态,但有时还包括不太严重的锁定综合征和更严重但罕见的慢性昏迷。虽然其他病症可能导致意识中度恶化(例如,痴呆和谵妄)或短暂中断(例如,大癫痫和小癫痫发作),但它们不包括在该类别中。(2)局灶性运动功能缺陷或丧失:根据脑外伤的部位,患者可能出现一过性部分运动功能障碍或丧失;(3)遗忘症:当患者意识恢复后,常有记忆障碍的表现,以逆行性遗忘不常见。(4)常伴人格改变:人格心理学研究一种独特的认知、行为和情感方式。人格改变表现为主动性认知、行为和情感方式的变化,缺乏情感或对于日常生活中的琐事表现出易激惹改变;另外,欣快、羞耻感丧失等也可以归类于人格改变;(5)认知障碍:表现未患者的定向、判断以及对环境做出应答的能力减弱。其中认知障碍为最持久和最严重的症状之一,也是造成患者社会功能危害的最持久的症状之一。轻度创伤性脑损伤的发病率约为110-150/1000000。但是,人们却对它的临床症状未能给与足够的认识。越来越多的学者医师到注意认知功能的损伤不仅仅给个体带来不幸,对整个家庭或者社会都会产生影响,因此,神经学科、心理学科以及认知神经学科的学者越来越重视轻度创伤性脑损伤患者的注意网络功能。既往的研究认为,轻度创伤性脑损伤与损伤的半急性期间的微妙认知缺陷相关,但这些缺陷通常在3-6个月内改善。常见的缺陷包括执行功能、工作记忆和注意力的问题,所有这些都是由分布式额顶叶介导的。其中,注意是人类对外界信息的准备和加工的过程,注意功能使得人类进行有意识及无意识的对信息进行分类加工,选择有用的信息,滤过无用的信息,是人类能否更好的适应环境的重要认知功能之一。到目前为止,人们正在探索注意相关的神经生物学变化,这些变化可能是认知功能暂时中断的基础。传统神经影像技术,如计算机断层扫描和磁共振成像的结果通常为阴性,仅在5-12%的病例中显示出明显的病理学。McAllister等人认为,轻度创伤性脑损伤患者与健康对照相比,在处理中等负荷任务中,右背外侧前额叶皮层和外侧顶叶区域的过度活化,但是较低级任务中呈现低活化。Chen等人的研究结果表明,与健康对照相比,前额叶皮质和前扣带回的低活化与颞叶和顶叶的过度活化相结合。另外,脑区的激活的减少也显示与脑震荡后评分呈负相关,表明更显著的自我报告的症状严重程度预测了BOLD反应异常的程度。以前的行为学研究表明,Cremona-Meteyard认为在轻度创伤性脑损伤患者的急性期,其视空间定向和间隙扫视通常都受损,在自上而下的定向过程中,更严重受伤的人群通常较慢地识别目标,并且表现出引起注意力集中的缺陷。尽管许多研究者都证明了轻度创伤性脑损伤患者注意认知功能存在障碍,但是,他们研究所采用的手段较为单一,未进行多时相多模态研究,缺乏对轻度创伤性脑损伤患者注意功能全面研究以及深入的剖析。本研究同时结合了行为学、事件相关电位、功能磁共振成像等不同方式不同模态针对注意网络及其三个子网络进行了分析研究,为轻度创伤性脑损伤患者从急性期及慢性期注意认知的变化以及其预后提供了有力的证据及检测方法。对轻度创伤性脑损伤发病的功能评价方面的进一步深入研究,不仅有助于加深对该疾病的了解和掌握,同时,评价体系的建立对临床治疗及康复训练具有一定的指导意义。研究方法:本研究以轻度创伤性脑损伤患者注意认知障碍机制为研究目标,在神经外科医师、心理学医师、影像学医师的共同合作下,先后选取了152名轻度创伤性脑损伤患者纳入本研究;同时,通过广告等方式招募了健康人作为对照组被试纳入被研究。(一)采用了事件相关电位的方式,选取失匹配负波作为研究指标,对急性期(24小时、72小时)轻度创伤性脑损伤患者进行了前注意加工能力的测试;(二)采用了注意网络行为测试的方式,选取正确率、反应时间为研究指标,对急性期轻度创伤性脑损伤患者的注意网络进行测试;(三)采用了静息态功能磁共振的方式,选取局部低频振荡振幅值的变化以及功能连接作为研究指标,对亚急性期及慢性期轻度创伤性脑损伤患者的认知功能进行测试;(四)采用了功能磁共振成像的方式,选取弥散加权成像中部分各向异性、平均弥散度作为检测指标,进行了轻度创伤性脑损伤与创伤后应激障碍的关系进行了研究探讨。研究结果:(一)研究结果表明,在轻度创伤性脑损伤的急性期,警觉功能、定向功能没有受到影响,而执行控制功能受到了明显的影响;(二)研究结果表明,轻度创伤性脑损伤患者在急性期,前注意加工能力在损伤的早期出现了减弱;信息的自动加工能力减弱;(三)研究结果表明,轻度创伤性脑损伤组与健康对照组比较,局部低频振荡振幅值降低脑区主要包括:小脑后叶、小脑扁桃体、下半月小叶、右侧颞上回、右侧颞中回、顶叶及中央后回等;局部低频振荡振幅值升高脑区主要包括:边缘叶、扣带回、楔前叶、左侧颞上回、左侧颞中回、右侧额上回、右侧额中回及右侧额下回等;(四)研究结果表明,轻度创伤性脑损伤患者的DTI指标的显着改变跨越急性至慢性期。这些变化与创伤后应激障碍的形成高度相关。平均弥散率测量是亚急性期中相对更好的预测性生物标志物,其可以提供用于监测与创伤后应激障碍相关的潜在变化的理想机制。这有益于轻度创伤性脑损伤患者的管理。结论:本研究应用了事件相关电位、行为学测试以及磁共振功能成像等多模态方式,对轻度创伤性脑损伤认知功能状态注意网络改变的深入研究。研究结果反应了轻度创伤性脑损伤患者的认知障碍存在其基础神经机制。急性期,轻度创伤性脑损伤损害了患者的前注意加工能力,即信息的自动加工能力;此项研究把轻度创伤性脑损伤因素对注意网络的影响时段提前到了前注意加工范围;在行为学方面,本研究结果表明,急性期轻度创伤性脑损伤患者的执行控制能力在急性期降低;静息态脑功能成像研究结果表明,局部低频振荡振幅值的变化与患者在损伤的急性期脑功能活动降低相关;弥散加权成像为轻度创伤性脑损伤患者从急性期到慢性的全过程变化提供了一个全面的指标。从急性期到慢性期,轻度创伤性脑损伤患者注意网络功能障碍均有对应的敏感指标,为该病的治疗及预后提供了有力保证。
【学位授予单位】：中国人民解放军海军军医大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R445.2;R651.15;R749.1
【图文】：

示意图,注意网络,范式,示意图

轻度创伤脑伤患者认知障碍注意网络的多模态研究角处呈现。要求被试在保证准确的条件下，尽快判断中间箭头方向并按键。如果箭头方向朝左，按“←”键; 箭头方向朝右，按“→”键。按键后或 2000 ms 仍未按键时，靶刺激消失。被试经过 4 次练习测试后进行正式实验，包括 6 组，每组 36 次测试，共 216次，耗时 35min，各组之间若被试感觉疲劳，可于中途休息，从而保证试验数据的稳定性。整个实验中靶刺激出现在中心点上方和下方的次数及靶刺激方向朝左和朝右的次数均等。

极帽,用电,实验范式

图 2-1 实验所用电极帽图 2-2 实验所用电极帽图 2-3 实验所用电极帽及放大器（三）数据采集（1）实验范式本研究采用的实验范式是经典的 oddball 范式。其主要内容包括：令被试全神贯注于视觉刺激，如观看默片，不关注听觉刺激。在这种条件下，测定大脑对

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