语言功能脑区与运动性失语静息态功能连接的功能磁共振研究

发布时间：2020-05-26 04:38

【摘要】：第一部分：汉语语义和语音任务的功能磁共振研究目的：语言是人脑特有的重要功能,汉语作为世界上使用人口最多的语言,其神经机制可能与拼音文字有所不同,本部分主要通过运用基于血氧合水平依赖(BOLD)效应的功能磁共振成像(fMRI)技术,考察正常志愿者参与汉语加工的脑功能区在语言任务中激活相关脑区,从而为临床术前定位和失语症神经恢复机制提供依据。方法：对15名母语为汉语、右利手、语言功能正常及母语为汉语,并无精神疾病及其他神经病史的健康志愿者,进行BOLD-fMRI扫描。扫描时执行语义判断和语音判断两种语言任务。选取主要语言功能区Broca区和Wernicke区为感兴趣区(Region of interest, ROI)。应用脑功能后处理软件AFNI软件对图像进行处理。根据不同的任务要求在组水平计算脑平均激活图。提取Broca区、Wernicke区及Broca亚区两种语言任务的平均信号变化率,确定两种语言任务在上述区域的时间信号强度。根据公式LI=(L-R)/(L+R),比较两种语言判断任务偏侧化指数。结果：通过语义判断和语音判断两种语言任务激活了分布于两侧大脑半球的额、顶、枕、颞叶及两侧小脑半球多个功能脑区。两种语言任务都能有效激活Broca区和Wernicke区,并呈轻度左侧偏侧化趋势。语义判断任务在左侧额下回前腹侧BA45/47区信号反应要强于语音判断任务；其后背侧BA44/45区在语音判断任务时BLOD信号强度比语义判断任务要高。两种语言任务在Broca整个区域和Wernicke区的时间信号强度曲线无差异。结论： 1语义判断任务和语音判断任务均能有效激活主要语言脑区,如Broca区和Wernicke区。 2汉字语言右侧大脑半球亦参与语义、音的加工,大脑皮层反应表现为轻度左侧偏侧化趋势。 3语义判断任务在左侧额下回前腹侧BA45/47区具有特异性激活；语音判断任务在其背侧BA44/45区有特异性激活。第二部分：语言功能脑区定位的可重复性功能磁共振研究目的：运用基于血氧合水平依赖(BOLD)效应的功能磁共振成像(fMRI)技术,并行前、后两次追踪扫描,考察正常志愿者参与汉语加工的脑功能区在语言任务中激活的可复制性和稳定性,从而为临床术前定位和失语症神经恢复机制提供依据。方法：对15名母语为汉语、右利手、语言功能正常的健康志愿者,进行两次BOLD-fMRI扫描。扫描时执行语义判断和语音判断两种语言任务,前、后两次实验任务相同,时间相隔1个月左右。选取主要语言功能区Broca区和Wernicke区为感兴趣区(Region of interest, ROI)。在组水平通过有效重叠激活图的方法,计算感兴趣区累计激活人数,估计不同被试问语言任务fMRI的可复制性。在个体水平上计算被试前、后两次扫描在同一ROI激活范围质心坐标的空间距离,以定量地计算同一被试多次扫描组间的稳定性。结果：通过语义判断和语音判断两种语言任务激活了分布于两侧大脑半球的额、顶、枕、颞叶及两侧小脑半球多个功能脑区。同种语言任务前、后两次扫描脑区激活图比较,语义判断任务无差异性脑区激活,语音判断任务在双侧额下回、右侧岛叶出现了差异性脑区激活。前、后两次实验扫描脑区激活图中,两种语言任务在Broca区和Wernicke区的有效激活均占一半以上人数,相比之下语义判断任务在Broca区的可复制性结果最好。同一ROI质心坐标的空间距离显示：Broca区比Wernicke区稳定性好,语义判断任务在Broca区的稳定性比语音判断任务要好。结论： 1BLOD-fMRI可用于临床语言功能脑区定位,具有一定的可靠性。 2相比之下语义判断任务在Broca区的可复制性和稳定性要更好,可用于临床相关疾病的术前定位及失语症的语言神经恢复机制的研究。第三部分：脑梗死运动性失语症患者功能连接的静息态功能磁共振研究目的：应用功能连接的方法研究脑梗死运动性失语患者静息态下脑功能活动改变情况。材料与方法：应用GE Signa HDx3. OT磁共振对脑梗死致运动性失语症患者及志愿者行fMRI静息态检查,扫描所得fMRI静息态数据经相关软件预处理及统计分析后,采用功能连接的分析方法计算两组静息状态下脑功能连接的改变情况,R01分别选取Talairach(-49,17,5)及其镜像区Talairach(49,17,5)为ROI的中心坐标,以6个体素为半径,代表Broca区及其镜像区,将其与全脑所有其它体素在时间序列上做相关性分析,所得结果组内行单样本t检验,组间行两样本t检验。后将得到的统计图叠加到MNI脑模板显示,用己知的解剖学标记来描述有统计学差异的脑区,并记录其团块大小、所在脑区及其MNI坐标以及相关强度,用“t”表示,t值越大,表示其相关性越强。结果：在去除被试者头动等影响因素后,进入本实验结果分析的脑梗死运动性失语患者和正常人各10例。正常对照组静息状态下与Broca区呈正相关的脑区主要有：两侧额下回、基底节、岛叶、胼胝体膝部、脑干、左侧额上回、角回、颞上回、颞中回、直回、枕中回、枕下回、小脑、右侧顶下小叶。运动性失语症患者组与正常对照组比较静息状态下与Broca区呈正相关的脑区主要有：后扣带回、楔前叶、胼胝体压部、两侧海马旁回、小脑、左侧中央前回、额上回、额中回、额下回、额内侧回、颞上回、颞中回、缘上回、角回、枕上回、直回、海马、右侧舌状回、梭状回、小脑扁桃体、脑干左侧。与Broca区呈负相关的脑区主要有：胼胝体膝部、前扣带回、双侧额上回、额内侧回、颞上回、右侧中央前、后回、额中回、额下回、颞中回、楔叶、岛叶、顶上小叶、顶下小叶、基底节区、枕中回、左侧小脑。运动性失语症患者组与正常对照组比较静息状态下与Broca区镜像区呈正相关的脑区主要有：后扣带回、楔前叶、楔叶、胼胝体压部、脑干、两侧额上回、额内侧回、舌回、海马旁回、左侧颞中回、梭状回、海马、枕上回、右侧额中回、额下回、丘脑、梭状回、顶叶、颞上回、颞中回、颞下回、小脑。与Broca区镜像区呈负相关的脑区主要有：两侧额内侧回、扣带回、小脑、胼胝体膝部、左侧额上回、额中回、额下回、中央前回、中央后回、顶上小叶、顶下小叶、颞上回、颞中回、颞下回、岛叶、枕中回、枕下回、缘上回、基底节区、右侧中央后回、直回。结论： 1、静息状态下存在着广泛的运动性语言功能网络。 2、右侧海马旁回、舌状回、梭状回、小脑、扁桃体及胼胝体压部可能对于脑梗死运动性失语症患者运动性语言功能的恢复有一定的意义。 3、胼胝体膝部、左侧额叶皮层及岛叶对于维持正常运动性语言功能具有重要意义,右侧顶下小叶及直回可能也参与了正常的运动性语言功能的维持。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R445.2

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