基于静息态功能磁共振功能连接正常人小脑老化的研究

摘要

目的：
　　运用静息态功能磁共振成像（Resting-state functional magneti c resonance imaging, rs-fMRI）技术，采用基于体素的静息态功能连接（F unctional connectivity, FC）分析方法，研究中老年人和年轻人小脑各亚区之间功能连接模式，从而阐明小脑各亚区的功能连接模式是否存在年龄差异，以探讨正常脑老化对小脑功能连接的影响，了解小脑是否存脑认知功能及正常脑老化对小脑功能的影响。
　　材料与方法：
　　选择符合标准的正常志愿者共121人，均为右利手，分为两组：年轻组60人（男23人，女37人，年龄范围22-31岁，平均年龄26.15±1.9岁）；中老年组61人（男23人，女38人，年龄范围45-65岁，平均年龄52.6±5.9岁）。采用GE公司Signa Excite3.0T超导型磁共振对所有被试者行静息态fMRI扫描。应用基于MATLAB平台的DPARSFA、SPM8及REST软件进行预处理、功能连接计算及统计分析。预处理过程包括时间校正、头动校正、空间标准化、空间平滑、去线性漂移、去除协变量和低频滤波。在AAL模板中小脑共包含26个亚区，将其作为感兴趣区（ROI）分别进行功能连接分析，得到功能连接图。统计分析采用两样本 T检验，观察中老年人和年轻人静息态状态下的功能连接模是否存在差异（P＜0.01），经过alphasim校正（rmm=5）。将经过两样本T检验的功能连接图分别叠加到Ch2bet结构模板进行显示，应用REST软件观察有统计学意义的激活团块大小、包含脑区、MNI峰值坐标、团块大小，并观察其T值。
　　结果：
　　1中老年人组与年轻人组比较功能连接减弱的脑区：
　　1.1小脑蚓部1、2区（ROI1）中老年组较年轻组功能连接减弱的脑区：双侧中央前回、双侧中央后回、双侧楔叶、双侧颞上回、双侧舌回、双侧枕中回、双侧枕下回、左侧枕上回、左侧梭状回、右侧岛叶；
　　1.2小脑蚓部3区（ROI2）中老年组较年轻组功能连接减弱的区域有：双侧枕中回、右侧枕下回、左侧舌回；
　　1.3小脑蚓部4、5区（ROI3）中老年组较年轻组功能连接减弱的脑区：双侧中央后回、右侧中央前回、左侧眶部额上回、左侧内侧额上回、左侧背外侧额上回、右侧背外侧额上回；
　　1.4小脑蚓部6区（ROI4）中老年组较年轻组功能连接减弱的脑区：右侧背外侧额上回、左侧颞下回、左侧直回、左侧楔前叶；
　　1.5小脑蚓部7区（ROI5）中老年组较年轻组功能连接减弱的脑区：右侧中央后回、双侧内侧额上回、双侧眶部额中回；
　　1.6小脑蚓部8区（ROI6）中老年组较年轻组功能连接减弱的脑区：双侧中央后回、双侧矩状裂周围部分皮质、双侧眶部额中回、右侧岛盖部额下回、右侧颞下回、右侧梭状回、左侧枕下回；
　　1.7小脑蚓部9区（ROI7）中老年组较年轻组功能连接减弱的脑区：双侧中央后回、双侧中央前回、双侧矩状裂周围皮质、左侧直回、左侧舌回、左侧梭状回、右侧颞中回；
　　1.8小脑蚓部10区（ROI8）中老年组较年轻组功能连接减弱的脑区：双侧中央后回、右侧中央前回、双侧枕上回、双侧枕下回、双侧眶部额上回、双侧梭状回、右侧颞下回、右侧颞中回；
　　1.9左侧小脑3区（ROI9）中老年组较年轻组功能连接减弱的脑区：双侧中央前回、双侧中央后回、双侧枕上回、双侧枕中回、双侧枕下回、双侧楔叶、双侧梭状回、双侧颞中回、右侧颞下回、右侧额中回、左侧额上回、左侧额中回、左侧舌回、左侧顶下缘角回；
　　1.10右侧小脑3区（ROI10）中老年组较年轻组功能连接减弱的脑区：双侧中央前回、双侧中央后回、双侧舌回、双侧楔叶、双侧颞中回、双侧颞下回、双侧梭状回、双侧枕上回、双侧枕中回、双侧枕下回、双侧岛叶、右侧内侧额上回、中脑左侧、右侧补充活动区；
　　1.11左侧小脑4、5区（ROI11）中老年组较年轻组功能连接减弱的脑区：右侧中央前回、右侧中央后回、右侧岛盖下额下回、右侧内侧额上回、右侧海马、左侧岛叶、左侧颞上回；
　　1.12右侧小脑4、5区（ROI12）中老年组较年轻组功能连接减弱的脑区：双侧角回、左侧额中回、右侧内侧额上回、右侧眶部额下回；
　　1.13左侧小脑6区（ROI13）中老年组较年轻组功能连接减弱的脑区：左侧颞上回颞极、双侧岛叶、右侧海马、右侧额上回、右侧丘脑、右侧扣带回前部；
　　1.14右侧小脑6区（ROI14）中老年组较年轻组功能连接减弱的脑区：双侧海马、左侧海马旁回、左侧楔叶、左侧中央前回、左侧中央后回、左侧岛盖部额下回、左侧三角部额下回、右侧颞中回、右侧中央后回；
　　1.15左侧小脑7b区（ROI15）中老年组较年轻组功能连接减弱的脑区：胼胝体、双侧扣带回前部、双侧梭状回、双侧海马旁回、左侧直回、左侧眶部额下回、右侧内侧额上回、右侧眶部额中回；
　　1.16右侧小脑7b区（ROI16）中老年组较年轻组功能连接减弱的脑区：左侧海马旁回、左侧梭状回、左侧颞上回颞极、左侧颞中回颞极、右侧内侧额上回、胼胝体；
　　1.17左侧小脑8区（ROI17）中老年组较年轻组功能连接减弱的脑区：脑干、双侧梭状回、双侧矩状裂周围皮质、右侧岛叶、左侧眶部额上回；1.18右侧小脑8区（ROI18）中老年组较年轻组功能连接减弱的脑区：脑干、延髓、左侧丘脑、左侧豆状核、胼胝体、右侧岛叶、右侧枕中回、左侧中央钩盖；
　　1.19左侧小脑9区（ROI19）中老年组较年轻组功能连接减弱的脑区：右侧海马旁回、右侧枕中回；
　　1.20右侧小脑9区（ROI20）中老年组较年轻组功能连接减弱的脑区：双侧内侧额上回、右侧颞上回、左侧矩状裂周围部分皮质；
　　1.21左侧小脑10区（ROI21）中老年组较年轻组功能连接减弱的脑区：右侧中央后回、右侧眶部额上回、右侧颞横回、右侧中央沟盖、左侧直回、双侧岛叶；
　　1.22右侧小脑10区（ROI22）中老年组较年轻组功能连接减弱的脑区：双侧中央后回、右侧中央前回、双侧岛叶、左侧颞上回、右侧梭状回、左侧舌回、右侧楔叶、右侧枕上回、右侧枕中回、右侧枕下回、右侧矩状裂周围部分皮质、左侧枕上回、左侧丘脑、左侧壳核；
　　1.23左侧小脑脚1区（ROI23）中老年组较年轻组功能连接减弱的脑区：双侧中央前回、双侧中央后回、脑干偏左侧、左侧丘脑、双侧颞上回、左侧外侧额上回、左侧岛叶、右侧额中回、双侧扣带回中部、双侧补充活动区；
　　1.24右侧小脑脚1区（ROI24）中老年组较年轻组功能连接减弱的脑区：脑干偏左侧、左侧丘脑、双侧豆状核、壳核、双侧中央后回、右侧中央沟盖、双侧扣带回中部；
　　1.25左侧小脑脚2区（ROI25）中老年组较年轻组功能连接减弱的脑区：左侧额中回、右侧海马旁回、右侧梭状回、脑干、左侧丘脑；
　　1.26右侧小脑脚2区（ROI26）中老年组较年轻组功能连接减弱的脑区：左侧颞上回、右侧舌回、右侧海马旁回。
　　2中老年人组与年轻人组比较，小脑各亚区与大脑功能连接增强的脑区主要分布在额中回、额下回、颞中回、颞下回、顶下缘角回、缘上回及角回。
　　结论：
　　1在静息态下，中老年人组与年轻人比较小脑功能连接减弱的脑区范围较广泛，几乎涉所有静息态网络，而不是仅仅位于感觉运动网络；
　　2中老年人组与年轻人组比较小脑功能连接减弱的脑区部分属于“大脑-小脑”回路；
　　3正常脑老化对左、右侧小脑半球功能连接影响具有不对称性；
　　4中老年人组与年轻人组比较存在小脑与大脑功能连接增强脑区，可能是对功能连接减弱相关脑区功能补偿的结果。

目录

声明

英文缩写

前言

材料与方法

1 研究对象

2 数据采集及扫描参数

3 图像处理与数据分析

结果

附图

附表

讨论

1 静息态功能磁共振成像与功能连接

2 正常脑老化过程中小脑皮质相关改变

3 人脑静息态网络及小脑与静息态网络

4 研究结果分析

5 小结

结论

参考文献

综述:小脑MRI解剖、命名及非运动功能研究

致谢

个人简历