脑小血管病工作记忆障碍的theta振荡缺失机制的研究

发布时间：2020-04-13 23:28

【摘要】：目的:本论文通过比较脑小血管病(Cerebral small vessel disease,CSVD)患者组和正常对照组视觉客体工作记忆(Working memory,WM)的行为学和脑电振荡特征,探究CSVD患者发生WM行为学障碍的theta振荡的缺失机制,为临床诊治CSVD患者WM障碍提供新的思路和技术。方法:本论文中共纳入临床诊断的CSVD患者和正常对照者各17名。应用延迟样本匹配范式(Delayed matching-to-sample task,DMS),要求CSVD组和正常对照组受试者进行视觉客体WM任务实验(记忆负载为4),记录受试者的WM行为学指标(反应时间和正确率),同时应用脑电图(Electroencephalograph,EEG)仪采集受试者的21通道脑电数据。对原始的21通道脑电数据进行预处理后,应用短时傅里叶变换(Short-time Fourier transform,STFT)计算21通道脑电信号在延迟期(3s)各个频段的平均能量密度,并绘制两组受试者WM任务时1-21各通道脑电的平均时频分布图,正常对照组平均能量密度最大的频段为WM的特征频段,即神经振荡的特征频段;根据计算的两组21通道脑电在特征频段的平均能量密度,绘制两组在特征频段的平均能量密度的空间分布图,研究正常对照组平均能量密度最大的脑区为WM的特征脑区;对CSVD组和正常对照组的WM行为学和脑电能量密度的频率分布和空间分布进行统计分析。结果:1.研究对象的人口统计学和临床资料:共纳入CSVD患者和正常对照者各17名(其中CSVD组共247次视觉客体WM实验,正常对照组共234次实验),两组在年龄、性别和受教育年限上均无统计学差异(P0.05)。CSVD组的MMSE、MoCA评分显著低于正常对照组(P0.01)。2.CSVD组WM行为学结果与正常对照组有显著差异,表现为:反应时间延长和正确率下降(P0.001),提示CSVD患者存在显著的WM障碍。3.正常对照组21通道脑电在全频段的能量密度的空间分布图显示,Fp2通道脑电在全频段的平均能量密度最高,提示Fp2通道可能为视觉客体WM的特征通道,即额区为WM的特征脑区。4.正常对照组在特征通道(Fp2通道)的时频分布图显示,脑电的能量密度在时间上多集中于3s延迟期,在频率上多分布在theta频段,提示视觉客体WM的关键记忆时期为3s延迟期,特征频段为theta频段(4-8Hz);且CSVD组Fp2通道3s延迟期的脑电在theta频段的能量密度比正常对照组低。5.正常对照组在3s延迟期时theta频段的能量密度值显著高于delta、alpha、beta、gamma频段(LSD-t检验,P0.001),提示theta频段为视觉客体WM延迟期的特征频段;且CSVD组延迟期脑电在theta频段的能量密度比正常对照组低(P0.001)。6.正常对照组在3s延迟期21个通道脑电在特征频段(theta频段)的能量密度空间分布图提示,在theta频段的能量密度均主要分布于前额区,尤其是右侧额区;且与正常对照组相比,CSVD组3s延迟期21个通道脑电在theta频段的能量密度在前额区明显降低。7.正常对照组在3s延迟期时额区的能量密度显著高于中央区、顶区、枕区、颞区(LSD-t检验,P0.001),提示额区为视觉客体WM延迟期在特征频段的关键脑区;且CSVD组延迟期theta频段的脑电在额区的能量密度比正常对照组低(P0.001)。8.CSVD组和正常对照组在3s延迟期时右额区的能量密度显著高于左额区和中额区(LSD-t检验,P0.001),提示右半球可能为视觉客体WM的优势半球。结论:1.CSVD患者存在WM行为学障碍,表现为WM反应时间延长和WM的准确率降低;2.视觉客体WM的特征频段是theta频段,提示WM的theta振荡机制,特征脑区为额区,而右半球可能为视觉客体WM的优势半球;3.CSVD患者WM障碍可能的神经机制为theta振荡的减弱或缺失,为今后临床治疗CSVD患者的WM障碍提供了新的思路和技术。
【图文】：

行为学,客体,视觉,工作记忆

MoCA 22.94±2.46 28.18±1.59 -7.37 ＜0.0012.2 脑小血管病组与正常对照组工作记忆行为学特征CSVD组与正常对照组视觉客体WM行为学结果如表2和图7所示。与正常对照组相比，CSVD组WM行为学表现更差，表现为反应时间延长和正确率下降，，差异均有统计学意义（P＜0.001）。提示CSVD患者存在显著的WM障碍。表 2 脑小血管病组和正常对照组视觉客体工作记忆的反应时间与正确率组别反应时间（ms，mean±SEM）正确率（%，mean±SEM）脑小血管病组（n=17） 1878.46±53.19 78.12±0.85正常对照组（n=17） 1358.13±49.11 86.93±0.71t 值 7.19*** -7.94******P＜0.001

空间分布,脑电,全频段,能量密度

照组在执行视觉客体 WM 任务时 21 个通道脑电在全频段的能量密的颜色从下到上表示能量密度依次增大。Fp2 通道脑电在全频段管病组与正常对照组脑电在 Fp2 通道的时频分布图对照组 21 个通道脑电在全频段的能量密度空间分布图可段的平均能量密度最高。因此，绘制 CSVD 组和正常对时Fp2通道的时频分布图，如图9所示。正常对照组视觉客能量密度在时间上多集中于3s延迟期，在频率上多分布在体 WM 的关键时期为延迟期，特征频段为 theta 频段；且 Fp2 通道 3s 延迟期的脑电在 theta 频段的能量密度比正
【学位授予单位】：天津医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R743;R749

【参考文献】