发展性阅读障碍的脑功能成像研究

发展性阅读障碍的脑功能成像研究（精选3篇）

发展性阅读障碍的脑功能成像研究 第1篇

发展性阅读障碍的脑机制-来自脑成像研究的证据

摘要：发展性阅读障碍是一种特殊的学习障碍,发展性阅读障碍的脑机制一直是研究者们关心的一个重要问题.随着脑成像技术的应用,人们在发展性阅读障碍的脑机制研究方面取得了重大进展.脑结构研究发现,发展性阅读障碍者在颞-顶叶、颢.枕叶、额下回、小脑等区域都存在一定的脑结构异常,这些脑结构异常要么表现在某个脑区的结构上,要么表现某个脑区结构的左右不对称性上.脑功能研究发现,发展性阅读障碍者出现脑结构异常的区域也大多表现出脑功能的异常.脑功能连接的.研究发现,发展性阅读障碍者脑功能连接的异常不仅涉及到同侧脑区前后部分的连接,还涉及双侧脑区相应部分的连接.另外,中文发展性阅读障碍的研究发现了与拼音文字发展性阅读障碍不同的脑机制.这些研究成果为进一步揭示发展性阅读障碍的脑机制以及拓展中文发展性阅读障碍的研究提供了借鉴.Abstract：Developmental dyslexia is a specific learning disability. The cerebral mechanism of development dyslexia is an important topic that has fascinated many researchers. With the introduction of brain imaging in studies of cerebral mechanism of development dyslexia, many achievements have been made. Studies of developmental dyslexia structure image found that development dyslexia showed brain structure abnormal in the parietotemporal region, occipitotemporal cortex, inferior frontal gyrus, and cerebellum et al, manifesting either in one specific area or by the asymmetry of one area; the functional image studies revealed that development dyslexia showed activity abnormal in most regions that proved to display structure abnormality; studies of brain functional connectivity demonstrates that the abnormality of development dyslexia happened not only in the connection between front-back part in one cerebral hemisphere, but also in the connection between the two hemispheres. In addition, some studies indicate Chinese development dyslexia has different brain mechanisms compared to that of alphabetic languages. These findings provide valuable insight for future developmental cerebral mechanisms research and for the expansion of Chinese development dyslexia research. 作者： 杨炀[1]  毕鸿燕[2]  王久菊[1] Author： YANG Yang[1]  BI Hong-Yan[2]  WANG Jiu-Ju[1] 作者单位： 中国科学院心理研究所,北京,100101;中国科学院研究生院,北京,100049中国科学院心理研究所,北京,100101 期 刊： 生物化学与生物物理进展   ISTICSCIPKU Journal： PROGRESS IN BIOCHEMISTRY AND BIOPHYSICS 年，卷(期)： , 36(11) 分类号： B844 关键词： 发展性阅读障碍    脑结构    脑功能    脑功能连接    Keywords： developmental dyslexia    brain structure    brain function    brain functional connection    机标分类号： R74 B84 机标关键词： 发展性阅读障碍    脑机制    脑成像研究    证据    Brain Mechanism    development    studies    structure    脑功能连接    结构异常    脑区    research    Chinese    左右不对称性    achievements    脑功能研究    脑成像技术    image    different    中文 基金项目： 国家自然科学基金，中国科学院心理研究所创新基金 发展性阅读障碍的脑机制――来自脑成像研究的证据[期刊论文]  生物化学与生物物理进展 --2009, 36(11)杨炀  毕鸿燕  王久菊发展性阅读障碍是一种特殊的学习障碍,发展性阅读障碍的脑机制一直是研究者们关心的一个重要问题.随着脑成像技术的应用,人们在发展性阅读障碍的脑机制研究方面取得了重大进展.脑结构研究发现,发展性阅读障碍者在颞-顶叶...

发展性阅读障碍的脑功能成像研究 第2篇

本文在Pub Med、Science Direct Online、Pro Quest、Springer、John Wiley、Cambridge Journals Online等数据库上搜索2007~2011年关于ASD的f MRI文献, 检索的关键词包括“autism”、“autistic”、“asperger”、“pervasive developmental disorder”、“functional magnetic resonance imaging”、“f MRI”。入选标准:原创性英文研究文献, 主要研究对象为ASD患者, 文献设置研究组及正常对照组, 利用f MRI进行扫描。本文对ASD患者的脑功能特点及其与正常人群的脑功能差异作一综述。

1 运动任务

在儿童的手指叩击任务中, 正常发育的儿童同侧小脑的前部活动性更强, 而ASD患儿在运动辅助区的激活更显著, 且显示出广泛的运动执行网络连接减弱[3]。ASD患儿小脑激活减弱可能反映出其自主模式运动行为环路的协作不良、发育中的运动障碍, 以及对重要的社会化和交流手势获取的迟滞。在生物性运动任务中, ASD患者的颞叶、顶叶和额叶的活动性减弱[4], 这可能导致高级运动感觉障碍和 (或) 复杂运动的信息整合障碍。

在视觉引导的扫视任务中, ASD患者皮层眼区和双侧小脑半球的激活均显著低于对照组, 但是双侧额叶-纹状体-丘脑通路存在更多的激活[5], 这可能是因为ASD患者需要用专属于认知控制的系统来代偿损坏的低级感觉运动系统。

2 视觉加工任务

对于视觉空间能力, 如嵌入式图形任务中, 无论在儿童还是成人, ASD患者与正常对照者行为层面的操作结果均无明显差异, ASD患儿只激活了网络 (额叶、颞叶和枕叶) 中的一小部分区域 (如初级运动区) [6], 且总体的功能性活动有所减弱;ASD患者在基本的视觉空间区域 (顶叶及枕叶) 活动性增强, 而在高级的工作记忆/执行区域及视觉空间区域 (额叶到顶-枕区域) 的功能性连接减弱[7]。在三维空间的线条计数任务中, ASD个体同样显示额叶-后部区域 (顶叶及枕叶) 功能连接弱化[8]。在视觉搜索任务中, 顶叶和额叶的局部同步化降低[9]。在一些图像语言推理任务中, ASD患者更多地激活枕-顶叶、腹侧颞叶和纹状体外皮层, 而对照组则倾向于依赖额叶和颞叶语言区;相反, ASD额叶对颞叶的连接相对减弱, 且额叶到顶叶的活动性减弱[10]。在连续性性动作任务中, 无论目标物是连续运动还是随机出现, ASD患者右侧初级视觉皮层的脑活动均增加, 且无特异性的调制差异, 而正常对照者与神经活动相关的右侧顶上皮质神经活动增加[11]。

以上研究均提示皮质间的沟通不良使ASD患者采用相对简化的视觉加工处理空间图像, ASD患者无高级的视觉加工能力, 而健康人群具有更强的视觉空间能力抑制干扰信息, 这可能是ASD患者中央统合能力障碍的神经机制;语言相关脑区的活动障碍说明ASD患者在推理等高级认知过程中也依赖于视觉介导;另外, ASD患者的优势活动性主要在右侧半球。

3 听觉和语言任务

在一些语义理解相关的任务中, 正常对照者左半球的额叶和颞叶语言区显著激活, 而ASD患者右半球的活动性更强烈, 左半球激活的区域更加局限, 且活动减弱[12], 此外, ASD患者的一些附加脑区, 如双侧额外的纹状体视觉皮质 (视觉联合皮层) 显著激活[6], 而对于各种类型的推断语句, ASD患者相关脑区的激活则缺乏相应的选择性, 表现出普遍相似的激活, 而正常受试者在不同情境下脑区的激活存在特异性[12]。在对ASD患儿进行反语理解的试验中, 发现内侧前额叶的激活程度与其社交障碍呈负相关, 而内侧前额叶的激活则受对面部表情意图的解释说明和声音语调的调控[13]。以上结果表明ASD患者的处理语义及语义加工的左半球活动效率降低, 需要右半球的过度加工来代偿;并且视觉形象化在患者的语义决定过程中具有重要意义;另外, 内侧前额叶皮质可能是ASD患者理解他人意图的一个重要网络组成。

在听觉相关的语义合理性理解的任务中, 正常人群激活区域为扣带皮质和左侧的枕-颞区域, 而ASD患者的激活空间分布更加局限[14], 正常对照者在听到违背常识的语句时额下皮层的激活增加, ASD患者则激活缺陷[4]。当判断讲话者与语境是否符合时, 虽然行为层面相似, 但是ASD患者右侧额下回的活动代偿性增加, 而对照者听到讲话者与语境不一致时右侧腹内侧前额叶皮质活动性减弱[15], 表明在听觉加工过程中, ASD患者在各个方面均缺少高级的加工处理, 而是以听觉加工的基本方面为核心。

4 执行功能任务

在抑制控制相关任务中, ASD患者的抑制网络 (前扣带回、中扣带回和岛叶) 的激活程度降低, 在正常对照者与ASD患者中, 前扣带回的活动减弱均与操作的高错误率有关[16], 即当任务需要执行与习惯性操作不同时, ASD患者的相关功能脑区活动明显异常, 这一点解释了ASD患者的限制性及重复性行为;而当任务可以收到金钱奖励时, ASD患者的前扣带回激活显著增加[17]。ASD患儿在行为和功能连接层面均与正常儿童无显著性差异, 但是额叶下皮质的连接程度和年龄呈负相关[18]。

在需要注意力与执行能力的任务中, ASD患者在额叶-后部区域 (颞叶、顶叶、枕叶及小脑) 的激活降低, 其中胼胝体的尺寸与额-颞叶的功能连接有关, 顶叶后部的激活程度与ASD患者的行为重复刻板呈负相关, 额-顶连接减少与注意力极度分散相关[19], 提示ASD患者相关脑区活动减弱可能是其行为重复刻板的原因, 而注意力极度分散可能使其无法转移兴趣到新事物上, 进而导致兴趣范围狭窄。

5 基础社会加工任务

在面孔加工的任务中, 儿童和成人ASD的研究结果基本一致:梭状回的面孔区和 (或) 杏仁核普遍呈现低激活。ASD患儿在看到自己母亲或其他儿童的面孔时, 梭状回的活动正常;当看到颠倒的面孔时梭状回的激活增加[20], 这可能与患儿的注意力和兴趣的增加有关。另外, ASD患者的杏仁核对面孔刺激的适应性减低, 表现出持续激活[21];相对于对图形的应答, 中性面孔可以激活ASD患者的前扣带回[22]。

在一些情绪加工任务中, ASD儿童或成人在可以自由注视带表情面孔时, 杏仁核、梭状回及相关通路 (杏仁核-腹内侧前额叶是情绪调制的网络, 杏仁核-颞叶是设计面孔表达的通路) 的激活和功能连接减弱, 且缺乏对不同程度的恐惧表情的回应差异[23];而在需要特别关注面部表情时, 杏仁核的激活普遍增强, 尤其是当定位靶点越接近眼部时, 杏仁核的激活越强[24]。对面部进行模糊化处理后, ASD患者对于表达恐惧的肢体语言、大脑的激活与中性情绪无差异[25]。杏仁核激活增强可能与ASD患者在关注表情时的焦虑情绪有关, 说明ASD患者对面孔及情绪的加工处理异常;当对表情的注意力受到限制时, 涉及社会-情感加工的结构激活会有所增加。

在社会线索 (眼神方向) 与非社会线索 (箭头方向) 介导的应答效应中, 尽管ASD患者对于非社会线索与正常对照组的应答相似, 但是在社会线索引导注意力时, 额-顶叶的注意网络、扣带回、视觉区和纹状体的激活程度较正常对照者显著减低[26];在ASD患儿应答易化任务和干扰任务时, 对于社会性和非社会性线索的应答脑区与正常儿童的应答脑区相反[27], 说明社会性刺激可能会影响ASD患者正常的脑区功能;患儿在自发处理社会与非社会交流的线索中发生功能紊乱。

6 复杂社会认知

在评判自身和 (或) 他人的内在或外在特征任务中, 正常个体在应答有关自身的问题时, 优先需要中扣带皮质和腹侧前额叶;而ASD患者腹侧前额叶在对自身和他人的应答中无差异[28], 且在静息和评判状态下, 腹侧前额叶皮质、扣带皮质的活动性均较正常人减弱。右侧的颞顶联合区域在正常对照者中选择性地对内在特征评估有更多的应答, 而在ASD患者中则缺乏[29]。腹侧前额叶皮质的自身编码优先的神经环路异常可能是ASD自我指涉和社交障碍的关键机制, 颞顶联合区也可能是ASD精神障碍的一个重要神经系统。

心智理论与移情作用。心智理论网络主要涉及的脑区有内侧前额叶、前扣带旁回及右侧颞顶交界区。ASD患者在归因心理状态时, 心智网络的功能连接低下, 特别是额部的激活程度较正常对照者显著降低[30], 且只有在自身相关任务时才被激活;在颞顶区域ASD患者缺乏任务相关的选择性激活[12], 活动性减少, 并与心智理论评估测量能力有关[30]。对他人的移情作用需要个体的自身情绪意识与镜像系统 (额叶) 共同参与, 而自我情绪意识的障碍与岛叶区域的低激活有关, ASD患者用自身异常的情绪状态去应答他人的感受, 可能是其社会交往障碍的原因之一。

7 小结

对于ASD患者功能性的研究, 需要进行一系列的测试任务以观察大脑区域性激活及功能连接的变化, 所进行的操作主要是围绕患者的核心症状相关的任务, 研究对象是高功能孤独症及Asperger综合征的青少年及成人, 因为这一年龄段的亚群在各种智商层面接近正常人群, 具有良好的可操作性。

ASD患者额叶、颞叶、顶叶、梭状回及杏仁核在各种任务中的功能异常, 表明其群镜像系统的损害及情感-社会神经网络的活动异常是主要社交障碍的神经机制。而行为重复刻板及兴趣狭窄可能是由抑制控制方面和中央统合方面的障碍所致。

发展性阅读障碍的脑功能成像研究 第3篇

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2012年4月-2013年4月间神经内科就诊MCI患者18例为观察组, 男12例, 女6例, 年龄62~74 (66.33±7.79) 岁, 受教育程度9~14 (12.12±3.12) 年, 均为右利手;对照组选择健康志愿者18例, 男10例, 女8例, 年龄61~73 (66.5±3.69) 岁, 受教育程度9~13 (11.21±3.35) 年, 均为右利手。观察组入选标准:MCI患者根据Peterson[3]的诊断标准入选 (1) 主诉记忆力减退>6个月; (2) 临床记忆量表测试较对照组低1.5个标准差; (3) 日常生活能力正常。对照组入选标准: (1) 无认知功能障碍主诉; (2) 总体认知分量级表正常; (3) 日常生活能力正常, 右利手。 (4) 获得志愿者的知情同意。2组排除标准: (1) 脑血管病史; (2) 中枢神经损伤疾病与病史; (3) 阿尔茨海默病; (4) 精神活动物质滥用病史; (5) 严重内科疾病史; (6) 精神疾病史等。2组一般资料比较差异无统计学意义 (P>0.05) 。具有可比性。见表1。

1.2 方法

1.2.1 检查方法:

采用GE Signa Excite 1.5T超导型磁共振扫描仪, 使用8通道头颈联合线圈, 颅脑MRI扫描包括轴位T1WI、T2WI、FLAIR、及矢状面T1WI。扫描参数:T1WI (T1flair) :TR 1750ms, TE 24ms, TI 750ms;T2WI:TR 4000ms, TE102ms;FLAIR:TR 8800ms, TE 120ms, TI 2200ms;层厚/间距:6mm/1mm, 矢状面层厚/间距:5mm/1mm。DTI采用单次激发平面回波 (SE-EPI) 序列, TR/TE 12000/100ms, FOV 22cm, 矩阵128×64, 层厚4mm, 激励次数2次, 扩散梯度编码方向15个, 扩散梯度b值分别为0、1000s/mm2。扫描范围从头顶至颅底45个连续层面。

1.2.2 数据处理及测量:

所获得原始数据由工作站 (ADW4.4) Function Tool软件进行处理。弥散张量数据通过后处理产生FA图。在脑白质结构中选取6个脑白质兴趣区, 包括双侧后扣带回、海马旁回、内囊后肢, 分别测量兴趣区的FA值。兴趣区选取原则是在白质纤维束强度最大的层面, 所有感兴趣区均为长轴与纤维束一致的椭圆形, 范围为30~40mm2。

1.3 统计学方法

应用SPSS 13.0软件对数据进行统计分析。计量资料以±s表示, 采用t检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同部位FA值

观察组双侧后扣带回 (PCC) 脑白质FA值明显低于对照组, 差异有统计学意义 (P<0.05) ;2组双侧海马旁回 (PH) 、内囊后肢FA值比较差异无统计学意义 (P>0.05) 。见表2。

注:与对照组比较, *P<0.05, #P>0.05

3 讨论

DTI技术使得活体条件下无创研究大脑白质纤维的超微结构成为可能, 该技术是以检测水分子自由扩散的各向异性和扩散强度为基础发展的1项磁共振新技术, DTI通过测量组织内水分子扩散的程度和方向显示脑白质纤维束, 并可定量测定其损害程度。各向异性分数 (FA) 可用来定量分析轴索损伤或脱髓鞘改变的指标, FA反映了纤维束内轴突结构的方向程度, 进而反映了其结构的完整性。它体现了各向异性的弥散张量强度, 是描述脑白质纤维各向异性特征的主要参数之一, 其大小与髓鞘的完整性、纤维密度及走向一致性有密切关系, 能够反映白质纤维束是否完整[4]。FA值表示各向异性的程度, 其范围在0~1之间, 1表示最大各向异性, FA值越大, 代表轴索完整性好, 髓鞘化程度高, 神经传导功能也越强。FA值减低则代表脑白质内轴索丧失或脱髓鞘改变[5]。DTI能间接反映髓鞘发育、成熟及老化的时间过程, 检测年龄相关的退变过程。年龄>40岁个体脑白质的各向异性值降低, 而平均弥散率增高。DTI在多种组织器官都有应用, 但应用最广泛的还是在中枢神经系统, 如:脑白质疾病、多发性硬化、脑肿瘤、缺血性疾病、精神障碍、认知障碍及痴呆等疾病。

在MCI的早期诊断中, 神经影像学的作用非常重要, 结构MRI用于证实年龄相关的脑改变[6]。MCI及AD最早出现萎缩的脑区是颞叶内侧结构包括海马、内嗅皮层等, 但MCI及AD患者脑代谢及脑血流灌注降低最早发生在后扣带回[7,8]。在总体认知功能未见明显减退情况下, 后扣带回代谢降低与学习和记忆功能损害明显相关, 提示其为脑内学习记忆系统的重要结构, 正常成人该区域和颞叶内侧结构共同参与事件记忆的提取[9]。齐志刚等[10]应用静息状态FMRI研究发现MCI患者后扣带回与多个脑区的连接破坏是其情节记忆功能减退的生物学基础, MCI患者于后扣带回功能连接降低的脑区主要分布在右侧大脑半球, 包括前额叶的额上回、额中回、额下回的盖部及三角部、右侧内侧前额叶和扣带回前部以及颞中回, 同时存在与左侧楔前叶的连接破坏。本组研究结果表明后扣带回FA值明显降低, 与以往研究结果相同[11,12], 说明MCI患者连接后扣带回与海马的扣带回纤维的完整性受到损害, 由于DTI的高敏感性, 可检测在结构MRI上表现正常的脑白质改变, DTI成像的FA值测量可作为早期识别MCI的指标。

总之, 本研究证实在MCI患者中双侧后扣带回FA值明显降低, DTI成像对MCI的诊断具有重要的临床诊断价值。

摘要：目的 应用磁共振DTI分析轻度认知功能障碍 (MCI) 患者后扣带回脑白质各向异性分数 (FA) 值的变化, 探讨DTI对轻度认知障碍的诊断价值。方法 选择观察组MCI患者与对照组健康志愿者各18例, 应用GE Signa Excite 1.5 T核磁共振系统进行头颅DTI检查, 分别测量2组后扣带回、海马旁回及内囊后肢脑白质的FA值, 比较2组测量结果。结果 观察组双侧后扣带回脑白质FA值显著低于对照组, 差异有统计学意义 (P<0.05) ;2组海马旁回、内囊后肢及胼胝体膝部FA值比较差异无统计学意义 (P>0.05) 。结论 DTI作为早期诊断MCI的无创性检查手段, 对早期干预及提高患者生存质量具有重要意义。