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心理所研究发现轻度认知损伤患者在工作记忆状态下表现出频率依赖的脑活动局部一致性异常
作者: 中国科学院心理健康重点实验室 李娟研究组 ║ 日期: 2017/02/14 

  轻度认知障碍(Mild Cognitive Impairment, MCI)是介于正常老化和临床痴呆之间的过渡阶段,患者表现出与年龄和教育程度不相称的认知功能减退,但尚未达到痴呆诊断标准。已有研究发现MCI的工作记忆已经出现异常。先前对MCI工作记忆损伤的神经机制的研究主要聚焦于工作记忆任务下的脑激活模式异常,而没有关注MCI在工作记忆状态下的大脑网络异常。MCI在工作记忆状态下,可能不但有激活方面的异常,而且脑区之间的连接也可能存在受损。 

  中国科学院心理健康重点实验室李娟研究组使用局部一致性(ReHo)作为指标,考察了MCI在相对于静息态的工作记忆状态下,大脑网络在不同震荡频段的损伤特征。局部一致性(ReHo)是杭州师范大学臧玉峰研究员和其同事于2004年提出的一种用于刻画静息态局部脑功能连接的指标,表征的是大脑中某个体素与其周围26个“邻居”之间随时间变化的相似性。以往研究发现大脑在不同振荡频率上受认知功能的影响不同。根据以往研究的分类,本研究在如下几个频段下考察MCI工作记忆状态的ReHo特征:slow-5 (0.01–0.027 Hz), slow-4 (0.027–0.073 Hz), slow-3 (0.073–0.198 Hz), and slow-2 (0.198–0.25 Hz) 

  结果发现,从静息态到工作记忆状态下,MCI和正常控制组老人的ReHo变化模式在不同频段上表现不同。在slow-3频段上,交互作用显著的区域出现在后扣带皮层上;而在slow-5频段上,交互作用显著的区域出现在右侧枕叶的底部、右侧丘脑、双侧前额叶、左侧和右侧额顶区域,以及右侧角回;slow-4 slow-2频段上没有显著区域。而且,从静息态到工作记忆状态,控制组老人中,属于默认网络区域的ReHo值是下降的,而属于注意网络区域的ReHo值是上升的。然而,这种模式在MCI中是相反的,并且相反的程度和工作记忆成绩呈现负相关,也就是MCI和控制组老人的ReHo变化模式差异越大,MCI的工作记忆成绩越低。另外,在静息态和工作记忆状态下,MCI和控制组老人在以上区域和其他脑区的功能连接也存在差异,控制组老人在工作记忆状态下连接网络更汇聚,而MCI的连接模式更分散。研究结果表明MCI在工作记忆状态下的大脑功能连接状态出现了和正常老人不同的模式,而且这种差异可能是导致其工作记忆任务受损的原因之一。 

  本研究首次对比了MCI在不同认知状态下的频率依赖的大脑网络局部一致性特征,从一个新的视角解释了MCI工作记忆损伤的神经机制,同时也扩展了对人类在不同认知状态下大脑活动模式差异的认识。 

  本研究受国家自然科学基金等项目资助,相关文章已发表。 

  Wang, P., Li, R., Yu, J., Huang, Z., & Li, J. (2016). Frequency-Dependent Brain Regional Homogeneity Alterations in Patients with Mild Cognitive Impairment during Working Memory State Relative to Resting State.Frontiers in Aging Neuroscience, 8, 60. 

  

 

 

12:各频段下,MCI和正常老人工作记忆状态和静息态的局部一致性模式差异及其与行为成绩的关系。

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