基于功能磁共振成像的肥胖和海洛因成瘾神经生理机制研究

发布时间：2017-04-15 04:16

  本文关键词：基于功能磁共振成像的肥胖和海洛因成瘾神经生理机制研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着社会经济的发展和物质生活水平的提高，人们越来越关注与自身健康密切相关的诸多方面。首当其冲的便是日益严重的肥胖问题，它已成为继心血管和癌症之后对人类健康最具危险的第三大因素，肥胖增加了发生糖尿病、高血压、冠心病和心血管等疾病的发病率。造成肥胖的原因除了基因遗传、药物副作用外，食物成瘾（以摄取高热量为主的饮食习惯）也是造成肥胖的一个重要因素。除了肥胖，，药物成瘾也是社会关注的一大热点，在我国主要以海洛因吸食最为严重。有研究初步表明，肥胖和药物滥用在中枢神经系统的功能改变方面有一些共同点，但其神经生理机制仍不明确。针对上述两大问题，本文基于功能磁共振成像技术，分别通过肥胖和海洛因依赖患者与对照组的神经生理机制研究，找出中枢靶点和致病机理，为临床治疗提供影像学证据。 本文主要工作和创新点如下： 首先，染色体缺失造成的普拉德-威利综合征（Prader-Willi syndrome，PWS）儿童肥胖模型研究。以往大多数PWS肥胖研究，均是通过观察图片刺激研究PWS患者与正常被试大脑功能差异，没有从大脑功能网络（即回路）角度进行整体研究，更没有从回路中核团之间的相互因果作用关系角度进行深入细致的研究。本实验从PWS患者自身内在的生理基线水平（静息态）出发，假设PWS患者大脑中，杏仁核对下丘脑的异常驱动作用力，破坏了下丘脑的能量调节功能，从而导致其暴饮暴食。结果表明左右杏仁核（Amygdala，AMY）对下丘脑（Hypothalamus，Hy）存在异常驱动作用力，同时前扣带回（Anterior Cingulate Cortex，ACC）和内侧前额叶皮质（Medial Prefrontal Cortex，MPFC）对右侧杏仁核也存在异常的驱动作用，从而验证了研究假设，揭示了其部分神经生理机制。 其次，基于手术减肥的肥胖模型研究。以往针对肥胖患者的研究，均是通过食物相关图片的刺激，来研究肥胖患者与正常被试大脑功能的差异。本项研究，基于功能磁共振成像，借助于手术减肥模型，利用先进的袖状胃切除手术（Laparoscopic Sleeve Gastrectomy，LSG）干预方式，对比研究肥胖患者术前与术后一个月大脑中枢的功能变化。影像结果表明，肥胖患者术后一个月与术前相比，MPFC对AMY存在异常驱动作用力，同时前额叶眶回（Orbitofrontal Cortex，OFC）和腹侧被盖区（Ventral TegmentalArea，VTA）对尾状核（Caudate）也存在异常的驱动作用。揭示经过手术减肥，术后一个月肥胖患者的奖赏回路活性得到增强，对自身的食物控制能力增强，有利于减少食物的摄取及体重的减轻，从而达到手术减肥的预期效果。 最后，基于静息态的戒断海洛因依赖患者成瘾四回路模型研究。以往大多数海洛因成瘾研究都是基于任务态的，很少关注静息状态下大脑功能的异常，但海洛因成瘾不仅会引起依赖者在毒品刺激下的大脑功能瞬时异常反应，而且它的持续效应会造成大脑功能的长期伤害。于是，我们基于静息态功能磁共振成像，对比研究了戒断海洛因依赖者与正常对照组大脑基线水平的活动差异。结果表明，虽然海洛因依赖者戒断了一段时期，但海洛因的学习记忆效应对大脑抑制控制回路（ACC和MPFC）产生了强烈的驱动作用，压制了抑制控制回路的功能。这可能是导致海洛因依赖患者复吸的主要原因，此项研究从一个全新的角度揭示了海洛因成瘾的神经生理机制，为新药物的研发和新型治疗方法的研究提供了影像学依据。 论文关于PWS肥胖、手术减肥、海洛因成瘾研究中的主要发现可以提高我们对肥胖和药物成瘾神经机制的认识，为肥胖和海洛因依赖的临床诊断及治疗提供一些帮助。
【关键词】：静息状态功能磁共振成像 普拉德-威利综合征（PWS） 手术减肥海洛因成瘾 Granger 因果分析（GCA）
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R445.2;R589.2;R749.64
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 肥胖严重性和影像学研究现状9-11
• 1.2 海洛因成瘾严重性和研究现状11-12
• 1.3 脑功能成像技术12-14
• 1.4 本文研究内容及框架14-17
• 第二章 感兴趣区域提取和 Granger 因果分析17-27
• 2.1 引言17-18
• 2.2 感兴趣区域提取方法18-22
• 2.2.1 低频振幅（ALFF）方法18-19
• 2.2.2 局部一致性（ReHo）方法19-20
• 2.2.3 模式分类（MVPA）方法20-22
• 2.2.3.1 模式分析20-21
• 2.2.3.2 模式分类21-22
• 2.3 Granger 因果方法22-27
• 2.3.1 脑功能连接分析方法22-23
• 2.3.2 Granger 因果分析23-25
• 2.3.3 Granger 因果分析25-27
• 第三章 基于 PWS 肥胖模型的研究27-37
• 3.1 引言27-28
• 3.2 实验方法28-30
• 3.2.1 被试及数据采集28
• 3.2.2 数据处理28-29
• 3.2.3 ROI 分析29
• 3.2.4 Granger 因果分析29-30
• 3.3 实验结果30-32
• 3.3.1 基于静息状态 PWS 组中 ALFF 的变化30-32
• 3.3.2 静息态 PWS 有效连接度的变化32
• 3.4 结果讨论分析32-34
• 3.4.1 PWS 患者的基线异常脑激活33
• 3.4.2 杏仁核对下丘脑的驱动作用力33-34
• 3.4.3 MPFC 和 ACC 对右杏仁核的驱动作用力34
• 3.5 本章小结34-37
• 第四章 手术减肥的肥胖模型研究37-45
• 4.1 引言37-38
• 4.2 实验方法38-39
• 4.2.1 被试及数据采集38
• 4.2.2 数据处理38-39
• 4.2.3 ROI 及 Granger 因果分析39
• 4.3 实验结果39-41
• 4.3.1 基于静息状态肥胖术前组中 ReHo 的变化39-41
• 4.3.2 基于静息状态肥胖术前组中有效连接的变化41
• 4.4 结果讨论分析41-43
• 4.4.1 MPFC 对于 AMY 的驱动作用力42
• 4.4.2 OFC 对于 Caudate 的驱动作用力42-43
• 4.4.3 VTA 对 Caudate 的驱动作用力43
• 4.5 本章小结43-45
• 第五章 海洛因成瘾四回路模型研究45-59
• 5.1 引言45-46
• 5.2 实验方法46-48
• 5.2.1 被试及数据采集46-47
• 5.2.2 数据处理47
• 5.2.3 ROI 分析47
• 5.2.4 Granger 因果分析47
• 5.2.5 相关分析47-48
• 5.3 实验结果48-52
• 5.3.1 基于 MPVA 的正确率定义感兴趣区域48-49
• 5.3.2 基于静息态海洛因依赖者大脑有效连接度的改变49-51
• 5.3.3 海洛因依赖者一些临床数据的相关性51-52
• 5.4 结果分析52-56
• 5.4.1 海洛因依赖者大脑基线水平活动的改变53
• 5.4.2 奖赏回路53
• 5.4.3 驱动回路53-54
• 5.4.4 记忆回路54-55
• 5.4.5 控制回路55
• 5.4.6 成瘾四回路间的相互作用55-56
• 5.5 本章小结56-59
• 第六章 结束语59-61
• 致谢61-63
• 参考文献63-71
• 硕士期间的成果71-72

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