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1、认知神经科学与功能神经影像学研究-->上世纪60年代,由于信息加工的观点引入了心理学,认为人的大脑类似于计算机,即编码、贮存、提取的基本认知过程。人们开始用自由回忆、线索回忆、再认及各种记忆判断的方法代替原有的研究范式。从20世纪80年代起,记忆的研究进入了崭新的领域,多学科发展和认知本论文由.51lunapping)有许多成功的手段,例如正电子发射断层(PET)扫描,脑电图(EEG)和脑磁图(MEG)[11]。近期兴起用光学成像的方法检测脑功能,例如近红外光谱仪和基于可见光的时间分解反射光谱仪,都是基于检测神经活动引
2、起的脑血流和代谢改变。与fMRI相比,很难对活动区作准确的空间定位。广义的fMRI包括磁共振波谱等。在此仅介绍狭义的fMRI对认知和临床的贡献。fM本论文由.51lunm级,并且能以各种方式对物体反复进行扫描[12]。3fMRI的另一个特点是,能跟踪信号的改变。例如在仅几秒钟内发生的思维活动,或认知实验中信号的变化[13]。4国内外大批的脑科学研究人员已经开始从事磁共振功能神经成像的研究,并将它应用于认知神经科学,几年前一度把Neuroimage杂志SCI分值从3分抬至8分多。医学领域的迫切需求也进一步促使fMRI技术
3、的发展,一些在临床疾病病理机制方面的应用已初见端倪,其它广义的fMRI技术例如利用扩散(diffusion)成像和灌注(perfusion)成像技术对大脑局部缺血进行诊断等,也有人用SPM技术研究脑功能活动中神经兴奋动态传导过程,当然专业的计算机算法技术为其必需。fMRI原理:Ogaoglobin)比氧合血红蛋白(oxyhemoglobin)更具有顺磁性,所以它本身就有和组织一样的磁敏感性。因此脱氧血红蛋白可以看成是天然的对比剂。如果影响大脑的状态使氧摄取和血流之间产生不平衡,并采用对磁场不均匀性敏感的MR成像序列,就
4、可在脑皮层血管周围得到MRI信号的变化。此技术称作血氧合度依赖的对比(bloodoxygenationleveldependentcontrast,BOLD)。种方法可在无须对比剂和放射剂的条件下进行人脑功能定位的研究,并具有较高的空间分辨率。施加刺激时观察到的信号升高意味着顺磁的脱本论文由.51lunwen.整理提供氧血红蛋白的浓度相对降低。这就证明了早期PET的研究结果,施加刺激时氧的摄取远小于血流的增加。早期对颅脑手术的观察也表明了从活动皮层区离开的血液呈亮红色,即有更多氧合。理论上讲,信号的变化受血液动脉氧合、
5、血流量、血流、血细胞比容、组织氧摄取和血流速度的变化-->等影响[14]。EPI(回波平面成像)技术每秒可获得40多幅单层图像,一般5s就能得到覆盖全脑的三维数据集,可以很容易用相关软件直观审读。在神经活动中,突触传导为1ms级,信息传输是几百ms。但血流动力学反应的长潜伏期严重妨碍了BOLD对神经信号的响应。活动皮层BOLD信号的峰值出现在激励开始后的5～8s,并且回到基线水平需要同样的时间。如果在血流动力学反应时间之内施加一个单独的刺激会减少对比度,因为信号没有足够的时间回到静息水平。这决定任务设计的resting
6、即baseline时间不能过短。fMRI方法既可以对单一受试者进行多项研究,也可以对经科学分组的群体进行横向研究。和其他非手术脑功能定位技术(如PET、EEG、MEG及近红外光谱仪成像)相比,fMRI具有非常好的空间分辨率和较好的时间分辨率。这些特性为对人脑进行多种新颖的认知神经科学的实验提供了有利条件,并可进行脑病理的研究,具有相当大的临床意义。在神经的适应性、潜伏期和记忆存储机制方面尚存在一些基本问题没有解决,使人们有兴趣注意观察与学习和记忆有关的大脑皮层组织的变化,以及在儿童发育阶段,在脑损伤的恢复阶段脑区的变化
7、。关于人脑功能映射的一个有趣的实验是扣指实验。令受试者用拇指和其余四指按规定的顺序交替对扣,同时用fMRI成像,观察大脑皮层变化情况。该实验成功反映学习过程及大脑对动作支配情况。迄今为止较成功的研究有:癫痫患者和正常人的语言偏向的研究,以决定是否手术、手术入路和病灶可否切除与否;耳鸣和脑鸣本论文由.51lunann区域数据互换的可靠性,即允许把显著性的活动投入共同的标准空间中加以分析和比较。脑fMRI检查目前更多的仍在研究阶段。临床已用于脑部手术前计划的制定;如癫痫手术时,通过fMRI检查识别并保护功能区;对中风患者脑
8、功能的恢复进行评估,以及精神疾病神经活动的研究等等。如果把多种影像技术结合起来(例如:fMRI和MEG及PET结合起来),对人脑功能的研究将更进一步。fMRI的图像处理的软件:目前已有很多对fMRI的图像进行处理和数据分析软件,下面列出比较常用的几种:①MRIcro-SPM兼容;②AFNI2MedicalCollegeof2atl
