功能性磁共振成像在高级认知功能研究中的应用

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1、功能性磁共振成像在高级认知功能研究中的应用作者：余毅震史俊霞吴汉荣【关键词】功能性磁共振成像;,,大脑;,,认知能力　　【摘要】功能性磁共振成像结合血氧水平依赖性原理和回波平面成像技术，能够直观、形象地观测认知任务过程中大脑活动情况，并且具有较高的时间和空间分辨率。近年来,功能性磁共振成像在感知觉、学习、记忆、思考、语言等认知方面得到广泛应用，在脑认知研究和神经活动定位等方面有很大的应用潜力。【关键词】功能性磁共振成像;大脑;认知能力ApplicationofFunctionalMagicResonanceImagingonthe

2、ResearchofCognitiveFunction【Abstract】Functionalmagicresonanceimaging(fMRI)couldprobethebrainactivityofcognitiveprocesseffectivelyaging(EPI),andithashigherdifferentiateability.Inrecentyears,fMRIhasbeenappliedtostudycognitiveability,suchassensation,perception,learning,t

3、hinkingandlanguageandetc.,andshoagicresonanceimaging;Brain;Cognitiveability近20年来，以功能性磁共振成像(functionalmagicresonanceimaging,fMRI)为代表的脑认知功能成像技术得到了巨大发展，并被迅速应用到认知神经科学的各个领域。功能性磁共振成像技术是将传统共振成像的高分辨率解剖成像能力与核示踪的血流动态特异性结合起来,将人脑的功能像精确地投影到基本的解剖像,从而成为研究大脑认识思维活动的强有力的工具。功能性磁共振成像能够直观

4、、形象地观测认知任务过程中大脑活动情况，并且具有较高的时间和空间分辨率，这较传统的神经检查、RI在认知研究方面的进展情况进行综述。　　1记忆的功能性磁共振成像研究记忆是人脑的高级功能，其过程分为编码加工、固化、存储和提取4阶段。视觉记忆和听觉记忆是人类重要的记忆形式。视觉记忆要求进行刺激视觉编码和在刺激移出视野后保持其表现，该任务激活视皮质和额叶皮质等多个区域。视皮质在数字和非数字视觉处理过程中起主要作用。项敏等［1］利用功能磁共振研究以视觉呈现的数字记忆特点。结果发现，反序默写数字过程中被试在左半球前额叶背侧（BA9区）和枕叶的

5、视皮质（BA17/18/19区）2个地方的激活体积明显大于正序默写数字，表明反序提取的神经机制中更多地包含前额叶中央处理系统和枕叶视空间的成分。张仲伟［2］利用fMRI研究显示，正常人简体汉字单词短时记忆刺激的脑内活动区主要位于前额皮质、颞叶海马、枕叶和小脑等。谢晟等［3］研究无意义图形记忆任务发现，记忆和再认的激活区域主要集中在双侧前额叶、双侧海马旁回（左侧为主）、右侧海马、双侧顶叶（主要为顶上小叶和楔前叶）。记忆编码时海马的激活集中在海马头部，而提取时海马的激活则集中在海马的体部及尾部。表明记忆的编码和提取时需要内侧颞叶海马系

6、统的参与，但所倚重的脑区有微小的差别。在听觉记忆方面，孙兮文等［4］研究发现，反序数字广度记忆比正序调动了更多的脑区：左侧BA946区（前额叶）和双侧BA7区（顶叶），说明反序过程比正序更加复杂，对人脑的要求也更高。为了解听觉短期记忆的神经基础，Zhang等使用事件相关功能性磁共振成像来测量首因效应和近因效应时大脑活动性。结果显示，回忆中间项目与左顶皮质和视皮质、基底核和背侧小脑广泛的激活有关。从不同序列位置中回忆项目导致双侧初级听皮层、左侧前额皮质和运动前区皮质不同激活时程。表明听觉皮层可以作为一个暂时的储存或听觉输入缓冲器，它

7、在首因效应和近因效应中起重要作用。王嵩等研究视觉和听觉记忆过程中脑功能fMRI的异同发现，其共同点为双侧的9区、7区激活,差异之处为视觉记忆除正常激活视中枢的枕叶17/18/19区外,还更多地激活了双侧7区；听觉记忆除激活作为听力中枢的22区外,7区的激活明显低于视觉记忆。说明脑功能成像首先激活直接功能区,即视觉枕叶、听觉颞叶,其次激活共同任务区,即相当于计算机CPU的中央处理系统(9区)以完成任务,同时根据需要不同程度地调动某些相关区域参与完成任务。除此之外，顶叶(BA7区)具有对数字进行加工与记忆的能力,说明视觉记忆需要对数字

8、进行更多的处理,对大脑的工作能力要求更高。钱银锋等应用fMRI探讨汉字情景记忆大脑皮质功能定位时发现，汉字的情景记忆编码主要激活双侧前额叶背外侧、右侧前额叶下部、扣带回前部、额中线前辅助运动皮层、左侧纹外区和左侧颞叶梭状回；提取主要激活双侧额叶梭状