基于功能磁共振成像技術(shù)的中、英文書寫相關(guān)神經(jīng)基礎(chǔ)的成像研究

基于功能磁共振成像技術(shù)的中、英文書寫相關(guān)神經(jīng)基礎(chǔ)的成像研究

0書寫功能的神經(jīng)基礎(chǔ)語言是人類獨(dú)特的功能，反映了人類最高的認(rèn)知功能和智慧。寫作是一種極其復(fù)雜的高級(jí)神經(jīng)活動(dòng)。語言方案的操作過程包括筆和紙的操作過程。需要視覺、聽覺、運(yùn)動(dòng)意識(shí)和其他神經(jīng)活動(dòng)的積極參與和合作。寫作功能的神經(jīng)基礎(chǔ)一直是神經(jīng)心理學(xué)研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。與其他語言流程相比，通常對個(gè)人書寫的功能分析較少，尤其是對具有獨(dú)特詞匯書寫特征的中國文字研究。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，人類語言功能主要與大腦前額和甘薯皮密切相關(guān)，皮質(zhì)下腦區(qū)偶爾存在。因此，我們采用了功能磁共振成像技術(shù)（mri），比較和研究了中國和英文抄寫的激活大腦功能活動(dòng)。在中國和英文抄寫的激動(dòng)性下，分析了腦癱在中國和英文抄寫中的功能。1對象和方法1.1實(shí)驗(yàn)步驟及操作培訓(xùn)量健康志愿者9名,右利手,母語為漢語,自愿參加實(shí)驗(yàn).受試者均于實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟及操作的培訓(xùn),以保證正確配合.其中,男6名,女3名,年齡25~32(平均26.5)歲,均為在讀大學(xué)生.排除了神經(jīng)及精神系統(tǒng)疾病、藥物和乙醇濫用者,試驗(yàn)前3mo未服用任何藥物.1.2方法1.2.1fmri檢查使用美國GE公司1.5TSIGNA型MRI掃描機(jī).采用頭部專用線圈,頭部放進(jìn)磁場中心,良好固定,嚴(yán)禁晃動(dòng).FMRI成像前先掃描矢狀位T2WI用于定位,FMRI檢查采用血氧水平依賴法(blood-oxygen-level-dependence,BOLD),成像序列為單次激發(fā)梯度回波平面成像,脈沖重復(fù)間隔時(shí)間為2000ms,回波時(shí)間60ms,翻轉(zhuǎn)角90°,層厚1cm,間距為0,矩陣128×128,層數(shù)8層(以紋狀體為中心).1.2.2圖像數(shù)據(jù)的采集采用組塊設(shè)計(jì),即“基線-任務(wù)刺激”模式.每個(gè)被試者完成書寫和假寫2個(gè)任務(wù).每次掃描總時(shí)間240s,由6個(gè)循環(huán)構(gòu)成,每個(gè)循環(huán)40s,每個(gè)循環(huán)又分任務(wù)組和假寫組,各20s.每個(gè)任務(wù)在屏幕上持續(xù)呈現(xiàn)2s.任務(wù)組抄寫的漢字選自《現(xiàn)代漢語頻率詞典》.假寫為抄寫不同形狀的圖形符號(hào).由DMDX程序設(shè)計(jì)出刺激呈現(xiàn)形式.受試者在MRI掃描儀內(nèi)通過反光鏡看到屏幕上的刺激內(nèi)容進(jìn)行抄寫.刺激由2個(gè)任務(wù)組成:漢字抄寫與假寫.受試者在FMRI掃描時(shí)分別完成2個(gè)作業(yè).抄寫漢字時(shí)利手執(zhí)HB鉛筆,寫在身邊的紙板上.在書寫期間要求被試者僅手腕以下部位運(yùn)動(dòng).掃描之前對受試者進(jìn)行一定的訓(xùn)練,使其準(zhǔn)確配合實(shí)驗(yàn)任務(wù)的完成.數(shù)據(jù)處理:功能圖像數(shù)據(jù)用SPM2(WelcomeDepartmentofCognitiveInstituteofNeurology,London,UK)軟件進(jìn)行處理,首先對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換,再將功能圖像序列進(jìn)行空間配準(zhǔn),并標(biāo)準(zhǔn)化到Talairach空間,然后利用半高寬(FWHM)為7mm對標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行空間平滑.根據(jù)廣義線性模型對平滑后的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,利用t檢驗(yàn)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)任務(wù)與基線對照任務(wù)的差異,P<0.05的象素構(gòu)成統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖.然后用Texas大學(xué)的Talairach定位軟件進(jìn)行功能區(qū)的空間定位及BA分區(qū).最后將9例受試者的平均腦功能激活圖像疊于經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化的解剖圖像上.2解剖部位及中心坐標(biāo)系中文抄寫主要激活腦區(qū):雙側(cè)額葉中央前回運(yùn)動(dòng)區(qū)、雙頂上小葉、雙頂下小葉、左頂葉中央后回、左殼核(圖1).英文抄寫主要激活腦區(qū):雙側(cè)額葉運(yùn)動(dòng)區(qū)、雙頂上小葉、左頂葉中央后回、左殼核(圖2).9名受試者額頂葉皮質(zhì)及皮質(zhì)下平均激活區(qū)的解剖部位及BA定位、中心坐標(biāo)見表1.3書寫功能的表現(xiàn)進(jìn)行了一個(gè)過程,書寫的過程主要來源于文化遺產(chǎn)的背景,中主要表現(xiàn)為空間上的神經(jīng)節(jié)。請看人腦在處理漢字信息時(shí),除了采用與拼音文字一樣的語音編碼外,還具有形態(tài)編碼的方式.結(jié)合日本學(xué)者對漢字與假名失語的研究,推測人腦處理漢字信息的部位與機(jī)制可能與拼音文字有差異,這就是本研究的目的所在.我們的研究結(jié)果顯示,中英文抄寫時(shí)激活的共同腦區(qū)有:雙側(cè)運(yùn)動(dòng)區(qū)、雙頂上小葉、左側(cè)中央后回、左殼核.不同激活區(qū)域:中文抄寫時(shí)雙頂下小葉顯示激活.中央前回在讀寫運(yùn)動(dòng)與感知的的精確順序激活上起一定作用并參與書寫程序的編制和計(jì)劃,而左側(cè)頂上小葉作為純失寫腦區(qū)研究由來已久,該區(qū)損害可以導(dǎo)致以字詞的正字產(chǎn)生異常為特征的失用性失寫.左角回已知為閱讀中樞,角回受損往往出現(xiàn)失讀伴失寫,表現(xiàn)為字形體現(xiàn)多元結(jié)構(gòu)的破壞.在本實(shí)驗(yàn)中,英文抄寫時(shí)未見頂下小葉激活,而中文抄寫卻存在明顯激活,我們認(rèn)為這與中文漢字有著高度的圖形字符特征,而右側(cè)頂下小葉被認(rèn)為與半側(cè)空間感和結(jié)構(gòu)分析功能有關(guān),此區(qū)的損害常引起漢字字形編碼障礙導(dǎo)致視空間性失寫.對于左側(cè)中央后回激活,我們認(rèn)為在書寫過程中,需要皮層復(fù)合感覺來控制字符大小、形狀,進(jìn)而通過反饋參與書寫過程.近年來有許多研究提示皮質(zhì)下基底神經(jīng)節(jié)與學(xué)習(xí)、記憶、口語、閱讀等高級(jí)神經(jīng)功能有關(guān).在書寫功能影像學(xué)研究方面,Hillis等認(rèn)為皮質(zhì)下?lián)p害產(chǎn)生失寫是因左側(cè)尾狀核或殼核病變,導(dǎo)致相應(yīng)的皮質(zhì)區(qū)腦血流減少或代謝下降;還有作者認(rèn)為書寫功能的維持有賴于皮質(zhì)下腦區(qū).國內(nèi)就書寫痙攣患者進(jìn)行FMRI檢查顯示書寫手對側(cè)基底神經(jīng)節(jié)有明顯的激活.還有報(bào)告認(rèn)為皮質(zhì)下結(jié)構(gòu)參與了言語的實(shí)質(zhì)性過程.但是上述研究只是從皮質(zhì)下?lián)p害后的病理狀態(tài)下去推斷其在正常狀態(tài)下可能參與的書寫過程、可能發(fā)生的神經(jīng)機(jī)制,都無法解釋究竟皮質(zhì)下基底神經(jīng)節(jié)本身是否具有書寫的精確功能.在本研究中,FMRI成像結(jié)果顯示,9名受試者在文字書寫激活狀態(tài)下額葉、頂葉、基底神經(jīng)節(jié)等腦區(qū)均出現(xiàn)不同程度的激活,驗(yàn)證了書寫動(dòng)作的完成需要各個(gè)不同腦區(qū)的協(xié)同工作.我們發(fā)現(xiàn)在書寫激活狀態(tài)下,左側(cè)殼核內(nèi)側(cè)-邊緣區(qū)同樣存在激活.人腦邊緣區(qū)(marginaldivision)是位于殼核內(nèi)側(cè)、圍繞蒼白球頭外側(cè)與學(xué)習(xí)記憶功能有關(guān)的一扁平盤狀結(jié)構(gòu).通過人數(shù)字工作記憶FMRI檢查的方法證實(shí)邊緣區(qū)參與了腦的學(xué)習(xí)記憶功能,基底神經(jīng)節(jié)損害累及左側(cè)紋狀體邊緣區(qū)損傷而導(dǎo)致記憶障礙,可以使書寫時(shí)字形在腦內(nèi)結(jié)構(gòu)的記憶提取受影響而導(dǎo)致構(gòu)字障礙.本實(shí)驗(yàn)提示:左側(cè)邊緣區(qū)參與了書寫過程,并與左側(cè)額葉皮層運(yùn)動(dòng)區(qū)一起表現(xiàn)出半球優(yōu)勢,左側(cè)邊緣區(qū)有可能是書寫相關(guān)腦區(qū)的皮層下中樞之一.總之,我