老年人步行的大脑皮层激活研究进展

步行是一个高度进化和自动化的过程,同时又受到大脑高阶认知的影响。然而,随着年龄的增长,步行的自动性降低,受大脑高阶认知的影响增强。研究者采用功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)技术和功能性近红外光谱(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)等技术来探究老年人在想象步行和实际步行时大脑皮层的激活机制。fMRI研究发现,在想象步行时,老年人的前额叶、辅助运动区、感觉运动区等脑区激活水平比年轻人高;fNIRS研究发现,在实际步行时,老年人的年龄、步行速度、步行方式以及伴随越障、言语流利和算数等双任务对大脑PFC等脑区激活产生了影响,大脑皮层的激活模式变得更加复杂。未来的研究应结合多学科方法,运用多模态脑成像技术,并详细描述实验和数据处理方法,以深入探索老年人步行的认知神经机制。在此基础上,可以利用相关的脑源性参数来开发认知领域的运动处方,以改善老年人的认知功能和步行表现。

无声唇读过程中的听觉皮层激活

用功能性磁共振成像（ＦＭＲＩ）观察听觉正常人，发现大脑的听觉语言感受区除可被听觉刺激激活外，还能被无声唇读所激活。

多焦点经颅直流电刺激激活运动皮层对骑行耐力表现的影响

目的:以前额叶皮层和运动皮层为目标脑区,在健康人群中探索多焦点经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation,tDCS)同时刺激多脑区对骑行耐力表现的影响。方法:受试者在功率自行车上进行递增负荷耐力运动,期间采用功能性近红外光谱脑成像系统监测目标皮层运动终止时的血流动力学表现,通过分析皮层激活与运动时间的相关性确定目标脑区。其后采用多焦点tDCS针对性刺激目标脑区,分析和比较刺激前后最后阶段运动表现和下肢肌肉均方根振幅(root mean square amplitude,RMS),评估刺激干预对骑行耐力表现的影响。结果:1)前额叶皮层和运动皮层在运动终止时大面积激活,其中运动皮层FC1h、FC2h、C1h和C2h的激活与运动时间显著负相关。2)相比刺激前,运动中的心率在多焦点tDCS刺激后显著降低;相比Sham组,多焦点tDCS刺激显著提高运动的做功量和骑行转速。3)推进期,相比刺激前,股直肌、股四头肌内侧、股四头肌外侧和胫骨前肌的RMS在多焦点tDCS刺激后显著降低;相比Sham组,多焦点tDCS组股二头肌RMS在刺激后呈现低的激活水平。提拉期,相比刺激前,股二头肌RMS在多焦点tDCS刺激后显著降低;相比Sham组,多焦点tDCS组股四头肌内侧的RMS在刺激后呈现高的激活水平,腓肠肌外侧RMS在刺激后呈现低的激活水平。结论:多焦点tDCS特异性激活运动皮层提高了骑行耐力表现和机体对运动的适应性,多焦点tDCS可能是增强耐力运动表现的一种有效手段。

不同味觉刺激对老年人群吞咽相关大脑皮层激活模式的研究

目的基于功能性近红外光谱技术探索不同味觉刺激对老年人群大脑皮层不同功能区激活的影响。方法纳入2023年1月—2023年3月在上海市第一康复医院体检的19名老年受试者(平均年龄:70.7±7.2岁),在吞咽辣味溶液、酸味溶液和蒸馏水时,应用功能性近红外光谱成像技术记录双侧前额叶及双侧运动区的含氧血红蛋白浓度,分析在不同味觉吞咽任务下受试者大脑皮层激活模式的差异。结果在吞咽酸味、辣味溶液时,可显著激活缘上回部分、前运动皮层和辅助运动区、背外侧前额叶、额下回后部、额极区、前额叶下回(P<0.05),酸味溶液还显著激活了右侧初级运动皮层(P<0.05);吞咽酸味溶液与吞咽蒸馏水相对比,右侧缘上回部分(P<0.05)、双侧前运动皮层和辅助运动区(P<0.05)、右侧背外侧前额叶(P<0.05)、双侧额极区(P<0.05)、右侧前额叶下回(P<0.01)显著激活。吞咽酸味溶液与吞咽辣味溶液相对比,右侧前额叶下回显著激活(P<0.05)。结论不同味觉刺激可影响老年人群吞咽相关大脑皮层激活,酸味刺激可促进右侧初级运动皮层的激活,可能对于老年人群吞咽障碍的防治具有潜在的应用价值。

发作期癫痫广泛皮层激活的功能磁共振成像表现一例

患者男，11岁，癫痫发作8年，以右下肢抽搐的单纯部分性发作为多，偶伴全身抽搐痉挛的单纯部分继发全面强直阵挛发作；头皮联合脑电同步功能（EEG）提示以左颞顶为主、伴双侧半球非同步频发3．5-4．5c／s棘波及棘慢波；常规结构MR未见明显异常。

立体视觉下人类大脑激活的功能核磁共振初步研究

双眼视差在立体视觉中发挥着重要的作用,然而到目前为止双眼视差引起的立体视觉如何激活大脑皮层仍没有得出一致结论,需进一步研究.因此设计了一组功能核磁共振(functional Magnetic Resonence Imaging,fMRI)实验来定位与立体视觉有关的大脑皮层,实验中使用改进的随机点立体图(Random D Stereogram,RDS)作为视觉刺激,采用块状实验设计并使用SPM8分析数据.结果如下:1)hV3A(V3辅助区上侧),LG(舌回)hMT/V5(第5视区上侧)LOS(枕外侧沟)以及VIPS(腹侧顶内沟)是主要激活区.2)背侧视觉通路激活强烈而腹侧视觉通路激活较少.由此推论:1)没有一个单独的区域或皮层可以完全解释立体视觉感知,立体视觉的形成是不同区域通力合作的结果.2)背侧视觉通路在处理立体视觉中发挥着重要的作用.实验中得到的激活区域与其他实验结果有些差异这里主要讨论大脑激活区域以及产生差异的原因,通过分析比较这些结果,立体视觉的机制可以得到进一步的理解.如果可以明确立体视觉正常者的激活区域,那么利用fMRI扫描来筛查弱视会更简单有效.

注意训练对非流畅性失语患者双任务范式干扰效应影响的功能磁共振研究

目的考察注意训练对非流畅性失语患者汉字加工任务中双任务范式干扰效应的激活区及偏侧化指数的影响。方法将20例脑卒中后非流畅性失语患者分成实验组及对照组各10例,分别给予注意训练和认知训练,每次30 min,每周5次,共4周。训练前后分别采用组块设计对患者汉字加工任务进行功能磁共振扫描,比较训练前后双任务范式干扰效应的激活区及偏侧化指数。结果训练前两组患者均为右侧额下回、双侧顶叶、双侧小脑显著激活;训练后,实验组各激活区更加显著,而对照组各激活区未见显著变化;训练前两组患者均呈右半球优势;训练后实验组呈左半球优势,而对照组仍呈右半球优势。结论在双任务范式干扰效应中,右侧额下回、双侧顶叶、双侧小脑可能在知觉注意阶段对解决双重任务干扰非常重要;注意训练后激活更加显著;注意训练可能使失语症患者语义加工产生了功能重组。

基于fNIRS技术的不同针刺补泻手法中枢响应特征研究

目的:采用功能近红外光谱成像技术(fNIRS)对比平补平泻法、提插补法、提插泻法3种不同针刺补泻手法中枢应答模式的异同。方法:35名健康受试者按照随机顺序分别接受3种针刺手法并同时进行fNIRS扫描。采用基于一般线性模型的激活分析方法与基于种子点的功能连接分析方法探讨3种针刺手法的中枢响应特征。结果:3种针刺手法均可显著引起大脑皮层的功能活动变化,并显著增强脑区间功能连接(PFDR<0.05)。双侧背外侧前额叶皮层(DLPFC)及左侧初级躯体感觉皮层(S1)是不同针刺手法激活模式差异的脑区(PFDR<0.05)。结论:双侧DLPFC及左侧额顶网络(FPN)是不同针刺补泻手法共同作用的脑区。双侧DLPFC及左侧S1可能是不同针刺补泻手法作用差异的潜在靶点脑区。

DIT与BOLD-fMRI技术对屈光不正性弱视皮层损害机制的研究

目的基于大脑各皮层区的功能动力学特征受到皮层间及皮层外解剖结构连接制约的观点，探讨屈光不正性弱视视觉皮层功能损害与胼胝体、视辐射发育不良的关系。方法利用弥散张量成像（DTI）及纤维跟踪技术（DTT）比较30例屈光不正性弱视患者与30例正常人胼胝体、视辐射各向异性分数（FA）值和平均弥散系数（DCavg）值，及神经纤维投射方式；并对屈光不正性弱视组和正常组各10例行血氧水平依赖的功能性磁共振成像（BOLD-fMRI），分别在平面与立体图刺激下比较视皮层激活水平。结果与正常组比较，屈光不正性弱视组背侧视皮层区域激活范围与强度显著低于正常组，胼胝体体部DCavg值显著高于正常组，视辐射FA值显著低于正常组，连接枕叶与顶枕联合皮层的胼胝体纤维数与视辐射纤维数明显减少。结论胼胝体后部和视辐射发育不良，视皮层神经元活动减少或神经元同步化活动减少可能是弱视视皮层功能损害的主要机制。

外周神经损伤后大脑运动皮层局部调整的功能磁共振研究

目的利用功能磁共振方法观察全臂丛神经损伤以后,大脑初级运动皮层的动态变化,探讨可能的机理。方法经临床检查和手术证实全臂丛神经损伤患者5例,4例接受了神经移位术,以部分恢复肘关节和肩关节功能。按照患者在手术治疗前是否接受过MR检查,将患者分为2组:A组手术治疗前接受fMRI检查者4例(例1、3、4、5),B组手术治疗以后接受fMRI随访复查者4例(例2、3、4、5)。fMRI检查采用血氧饱和依赖(BOLD)方法,运动任务包括双侧手部的简单的对掌运动,患侧手部运动要求在“模拟”状态下完成。然后记录激活区兴奋像素大小和出现部位,观察信号强度。单个受检者以健侧肢体运动时大脑皮层激活区为参照,进行一对一比较。对A和B两组病例则以正常志愿者观察结果为参照,进行组与组之间比较。结果健侧手部运动均在对侧大脑半球产生较强烈的信号变化。A组患者中,当患手模拟“运动”时,2例在对侧初级运动皮层观察到分散、点状兴奋区,信号强度比健手代表区信号强度明显减弱,另2例未见激活区出现,所有病例均有辅助运动区神经活动。B组患者中,随着时间延长,患肢对侧初级运动皮层出现激活区并且呈现逐渐增大趋势。结论外周神经损伤后,初级运动皮层可以发生显著变化,功能磁共振是一种评价外周神经损伤以后运动皮层可塑性变化的有效的无创伤性方法。

单侧咀嚼肌痉挛患者在不同条件下咀嚼运动的功能性磁共振成像研究

目的应用功能性磁共振成像(fMRI)技术,探讨单侧咀嚼肌痉挛(HMS)患者紧咬运动及戴软垫紧咬运动诱发痉挛发作时,脑功能活动区域定位,试图探讨HMS发病的中枢机制及软垫的治疗作用机制。方法4例HMS患者(2例右侧HMS,2例左侧HMS),fMRI成像采用Elscint/GE2·0T磁共振系统,时段设计,运动任务为紧咬运动及戴软垫紧咬运动诱发痉挛发作,应用SPM99软件进行数据后处理。结果紧咬运动诱发痉挛发作时,3例表现出运动皮层的左侧优势,另1例为运动皮层双侧激活,4例均有扣带回的激活。戴软垫紧咬运动诱发痉挛发作时,运动皮层的激活无左侧优势,3例未见扣带回的激活。结论HMS患者在戴软垫前后紧咬运动诱发痉挛发作时,运动皮层激活的变化可能是软垫的治疗作用机制,扣带回激活的变化可能与软垫缓解咀嚼肌痛有关。