數(shù)字倒背能力神經機制：基于體素形態(tài)學和靜息態(tài)功能連接的研究.pdf

1、目的：
　　數(shù)字倒背(digitsbackward，DB)是廣泛應用的神經心理學測試，是評價言語工作記憶簡單有效的指標，然而它的神經機制仍然不清楚。采用結構磁共振成像(structuralmagneticresonanceimaging，structuralMRI)和靜息態(tài)功能磁共振成像(functionalmagneticresonanceimaging，fMRI)技術，聯(lián)合運用基于體素的形態(tài)學(voxel-basedmorph

2、ometryanalysis，VBM)和靜息態(tài)功能連接(resting-statefunctionalconnectivity，rsFC)分析方法研究大樣本健康成年人數(shù)字倒背與灰質體積(graymattervolume，GMV)和rsFC的關系。
　　材料與方法：
　　本研究招募了324例健康年輕成年志愿者，要求每個人在檢查室外完成中國修訂成人韋氏智力量表中數(shù)字廣度的分測驗-DB。利用GE3.0TSignaHDX磁共振掃描儀

3、對所有被試進行靜息態(tài)及結構像數(shù)據的采集。靜息態(tài)掃描時囑被試閉眼、保持身體靜止不動，均勻呼吸，精神放松，盡量不思考任何事情。其中2名被試因圖像質量不合格、23名被試因缺乏倒背評價被排除，最終299例被試入組。采用基于Matlab平臺的SPM8軟件對高分辨率結構像進行預處理，預處理過程包括：灰白質分割、空間標準化及空間平滑。采用基于Matlab平臺的REST。軟件對靜息態(tài)功能數(shù)據進行預處理，預處理過程包括：時間校正、頭動校正、空間標準化、重

4、采樣到2×2×2mm3體素、帶通濾波(帶寬：0.01-0.08Hz，以去掉高頻噪聲和低頻漂移)及空間平滑。在嚴格控制頭動因素的影響后，符合靜息態(tài)功能連接分析要求的被試有282例。首先進行VBM分析，VBM分析結果存在顯著相關的腦區(qū)作為感興趣區(qū)(regionofinterest，ROI)進行功能連接分析。將每個ROI重采樣到2×2×2mm3體素，用REST軟件提取感興趣區(qū)的平均時間序列曲線并與全腦其他體素進行相關分析，得到功能連接的相關圖

5、。統(tǒng)計分析都采用SPM8軟件second-level下的多重回歸分析，在控制被試年齡、性別、教育年限的影響下，將GMV及每個ROI的功能連接相關圖分別同每個被試的DB得分做偏相關分析，并采用AlphaSim的多重比較矯正方法對結果進行矯正，最后將矯正后的統(tǒng)計參數(shù)映射到MNI標準三維模板腦進行顯示，觀察與DB得分有顯著相關的區(qū)域。描述并記錄有統(tǒng)計學意義腦區(qū)的團塊大小、Brodmann分區(qū)、MNI坐標及相關強度。
　　結果：
　

6、　經多重比較矯正后，GMV與DB得分呈顯著正相關的腦區(qū)包括：右側顳上回前部(BA22/38)、與左側Wernicke’s區(qū)對應的右側顳上回后部(BA22/42)、左側額下回的Broca's區(qū)(BA44/45)、與說話有關的左側Rolandic蓋區(qū)(BA43)。沒有腦區(qū)GMV與DB得分呈顯著負相關。
　　基于GMV與DB得分呈正相關的四個區(qū)域(ROIs)作為種子點進行靜息態(tài)功能連接的分析，結果包括：突顯網絡內右側顳上回前部(ROI1

7、)與背側前扣帶皮層(BA24/32)、右側額.島皮層(BA13/47)之間的功能連接與DB得分呈正相關，ROI1的功能連接沒有發(fā)現(xiàn)顯著負相關的結果；后島葉網絡內右側顳上回后部(ROI2)與左側島葉后部(BA13)之間的功能連接與DB得分呈負相關，ROI2的功能連接沒有發(fā)現(xiàn)顯著正相關的結果。左側額下回(ROI3)和左側Rolandic蓋區(qū)(ROI4)的功能連接與DB得分均沒有顯著的相關性。
　　結論：
　　1、健康青年DB得分

8、與局部GMV呈正相關的腦區(qū)涉及音韻回路中音韻感知、儲存和復述過程。工作記憶模型中音韻回路可能對言語工作記憶的能力起重要作用，音韻回路中局部腦區(qū)的結構影響言語工作記憶的能力；
　　2、健康青年DB得分與突顯網絡內的功能連接呈正相關，與后島葉網絡內的功能連接呈負相關。突顯網絡與后島葉網絡是兩個相互拮抗的網絡，突顯網絡及其拮抗網絡可能對言語工作記憶能力起重要作用，這兩個網絡內局部的連接強度影響言語工作記憶的能力；
　　3、工作記憶