低频振幅在不同类型静息态间的调控机制初探 ——基于丘脑视觉核团功能连接的研究

论文摘要

静息态功能磁共振的低频振幅（amplitude of low-frequency fluctuation,ALFF）指标具有广泛应用,但生理基础尚不清楚。不同种类的静息态对比结果可以为此提供重要线索。睁眼与闭眼之间ALFF的差异与传统的睁眼闭眼激活结果在空间上基本不重叠,表明ALFF可能与fMRI激活具有完全不同的功能意义。考虑到睁眼与闭眼之间在信息输入上的差异以及丘脑在感觉信息传递中的重要作用,本文对不同静息态条件之间丘脑-皮层功能连接（functional connectivity,FC）变化与ALFF的变化进行关联性研究,以初步探究ALFF调节的生理机制。基于丘脑核团的功能异质性,在研究一中,我们对较常用的丘脑功能分割方法,即基于皮层分区FC的分割法、种子点相关（seed-based connectivity analysis,SCA）结合独立成分分析（independent component analysis,ICA）的分割法和瞬时相关分割（instantaneous connectivity parcellation,ICP）法,进行有效性评估。结果发现基于这三种方法的丘脑分区与Morel丘脑解剖模板比较时只能得到较低的重叠结果（Dice系数<0.4）。为进一步验证初始假设,研究二应用Morel的解剖模板进行后续分析。我们只选择与视觉信息加工有关的外侧膝状体（lateral geniculate nucleus,LGN）和枕核（pulvinar,,Pu）,计算两个核团与全脑的FC在睁眼与闭眼之间的差异,并将其与ALFF的差异结果作比较。结果发现与LGN的FC增高的脑区主要位于纹外视皮层（睁眼>闭眼）,而与Pu的FC减低的脑区主要集中在初级听觉区和初级感觉运动区（睁眼<闭眼）。这种空间分布与ALFF在睁眼与闭眼之间的差异具有一定程度的重叠,并且存在显著的被试水平的相关。综上,ALFF在不同类型静息态之间的变化与丘脑有着显著的关联,提示丘脑在ALFF的调节过程中可能起着关键作用。本文为以后进一步探明二者的因果关系提供了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
•   1.1 静息态fMRI简介
•   1.2 ALFF
•   1.3 采用睁眼-闭眼范式对静息态ALFF生理意义的探索
•   1.4 丘脑与脑自发活动的关系
•   1.5 丘脑功能分割
• 2 问题提出
•   2.1 以往研究存在的局限
•   2.2 研究问题与研究思路
•   2.3 研究意义与创新
• 3 研究内容
•   3.1 研究一丘脑功能分割方法评估
•     3.1.1 研究目的
•     3.1.2 研究方法
•       3.1.2.1 数据来源
•       3.1.2.2 数据预处理
•       3.1.2.3 基于皮层分区FC的分割法
•       3.1.2.4 SCA结合ICA的分割法
•       3.1.2.5 ICP分割法
•       3.1.2.6 分割有效性评估
•     3.1.3 研究结果
•       3.1.3.1 基于皮层分区FC的分割法
•       3.1.3.2 SCA结合ICA的分割法
•       3.1.3.3 ICP分割法
•       3.1.3.4 分割有效性评估
•     3.1.4 讨论
•   3.2 研究二丘脑-皮层FC与 ALFF的联系
•     3.2.1 研究目的
•     3.2.2 研究方法
•       3.2.2.1 数据来源
•       3.2.2.2 数据预处理
•       3.2.2.3 FC计算与统计
•       3.2.2.4 ALFF计算与统计
•       3.2.2.5 重叠与相关分析
•     3.2.3 研究结果
•       3.2.3.1 单条件FC结果
•       3.2.3.2 条件间FC差异
•       3.2.3.3 条件间ALFF差异
•       3.2.3.4 重叠及相关分析结果
•     3.2.4 讨论
•       3.2.4.1 LGN与纹外视觉区之间的FC差异
•       3.2.4.2 Pu与非视觉感觉通道之间的FC差异
•       3.2.4.3 丘脑-皮层FC与 ALFF睁眼闭眼差异的联系
• 4 综合讨论
•   4.1 丘脑分区方法的优化
•   4.2 低频振幅可能的功能意义与丘脑中继细胞的双重响应模式
• 5 不足与展望
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 钱淑芳

导师: 刘东强

关键词: 睁眼闭眼,低频振幅,丘脑,外侧膝状体,枕核,功能连接

来源: 辽宁师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,医药卫生科技

专业: 生物学,基础医学

单位: 辽宁师范大学

基金: 教育部人文社科项目基于静息态fMRI的脑自发波动振幅响应机制的时空模式与调控机制研究,(项目编号:16YJCZH057)

分类号: R33

总页数: 48

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