研究目的和意義 1.探討隨機(jī)點(diǎn)動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)圖作為刺激源是否能夠?qū)⑴c視覺運(yùn)動(dòng)覺處理的大腦皮層區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確的功能定位,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步觀測在不同相干水平運(yùn)動(dòng)情況下,相關(guān)大腦皮層的血氧水平依賴反應(yīng)特點(diǎn)。 2.對人類大腦顏色信息處理皮層進(jìn)行功能定位;研究在不同時(shí)間頻率情況下,紅綠等亮度顏色刺激視皮層功能定位情況及其皮層反應(yīng)特征。 3.在正常人研究的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究人類屈光參差性弱視的視覺相干運(yùn)動(dòng)知覺皮層反應(yīng)特征。以期能進(jìn)一步揭示屈光參差性弱視視覺運(yùn)動(dòng)功能缺陷的可能皮層機(jī)制,為早期發(fā)現(xiàn)和早期治療潛在的弱視病人提供理論依據(jù)并幫助臨床根據(jù)弱視不同的腦功能區(qū)損害特點(diǎn)進(jìn)行有針對性的診療。材料與方法 1.被試分組 ①正常人視覺運(yùn)動(dòng)覺受試者:共12例志愿者,其中男7例,女5例,均為大學(xué)在讀本科生或研究生,年齡21-29歲,平均(23.5±2.5)歲,均根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)量表確定為右利手。雙眼裸眼視力為0.5或0.5以上,矯正視力為1.0以上,雙眼屈光差值小于等于0.50D。其中3名被試由于頭動(dòng)過于明顯,數(shù)據(jù)因而被舍棄,未作進(jìn)一步分析。 ②正常人色覺受試者:共8例志愿者,其中男5例,女3例,均為大學(xué)在讀本科生或研究生,年齡20-29歲,平均((23.8±3.2))歲,均根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)量表確定為右利手。雙眼裸眼視力為0.5或0.5以上,矯正視力為1.0以上,雙眼屈光差值小于等于0.50D。 ③屈光參差性弱視覺運(yùn)動(dòng)覺受試者:共6例,其中男3例,女3例,年齡6-15歲,平均(11.0±3.8)歲。均由西南醫(yī)院眼科提供。所有被試通過對心理學(xué)表格的測試保證均為右利手。實(shí)驗(yàn)前均在我院眼科進(jìn)行擴(kuò)瞳檢影及試片,所有被試均符合1996年中華醫(yī)學(xué)會全國兒童弱視、斜視學(xué)組制定標(biāo)準(zhǔn)。 所有被試均無其它嚴(yán)重眼部疾病及神經(jīng)系統(tǒng)疾患,無嚴(yán)重全身性疾病,且于實(shí)驗(yàn)前詳盡告知實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)中需注意事項(xiàng)并簽署書面知情同意書,以取得被試的良好配合。 2.成像方法掃描使用SIEMENS Magnetom Sonata 1. 5T超導(dǎo)型全身磁共振成像系統(tǒng)。采用標(biāo)準(zhǔn)正交頭線圈。結(jié)構(gòu)像掃描:采用快速自旋回波序列行全腦軸位無間隙掃描,掃描平面平行于距狀裂,T1加權(quán)像,TR/TE:500/7.7ms,層厚:7.0mm,FOV:220mm×192.5mm,矩陣:256×224,掃描層數(shù):15;功能像掃描:采用回波平面成像序列行全腦軸位無間隙掃描,掃描平面平行于距狀裂,T2*加權(quán)像,TR/TE:2000/60ms,翻轉(zhuǎn)角: 90°,層厚:7.0mm, FOV:230mm×230mm,矩陣:64×64,掃描層數(shù):15;三維結(jié)構(gòu)像掃描:采用三維磁化準(zhǔn)備快速采集梯度回波序列行全腦矢狀位無間隙掃描,T1加權(quán)像,TR/TE:1900/1.87ms,翻轉(zhuǎn)角: 15°,掃描層數(shù):128,FOV:230mm×230mm,矩陣:256×256。 3.刺激材料及其呈現(xiàn) ①正常人視覺運(yùn)動(dòng)覺刺激材料:基于Matlab7.1軟件平臺,采用國際通用的視覺研究自由軟件包PsychToolbox2.54設(shè)計(jì)的隨機(jī)點(diǎn)動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)圖作為刺激源。采用組塊設(shè)計(jì),控制狀態(tài)與任務(wù)狀態(tài)交替呈現(xiàn),任務(wù)狀態(tài)采用三水平的參數(shù)設(shè)計(jì),具體為:在屏幕上呈現(xiàn)200個(gè)隨機(jī)點(diǎn),運(yùn)動(dòng)相干水平分別為5%,20%,80%。按5%、20%、80%、20%、80%、5%、80%、5%、20%、5%、20%、80%順序呈現(xiàn),共12個(gè)組塊,每個(gè)持續(xù)10s,刺激之間為10s的控制狀態(tài),刺激呈現(xiàn)后為10s的靜息狀態(tài),總時(shí)間10s×12×2+10s=250s。 ②正常人色覺刺激材料:基于Matlab7.1軟件平臺,采用國際通用的視覺研究自由軟件包PsychToolbox2.54設(shè)計(jì)的等亮度紅-綠色盤作為刺激源。采用組塊設(shè)計(jì),控制狀態(tài)與任務(wù)狀態(tài)交替呈現(xiàn),任務(wù)狀態(tài)采用三水平的參數(shù)設(shè)計(jì),具體為:屏幕上呈現(xiàn)分別以1Hz,4Hz,15Hz閃動(dòng)的等亮度紅-綠色盤,其中心為“+”或“×”字。實(shí)驗(yàn)前對每個(gè)參與被試采用混合顏色閃爍測光法對紅綠顏色進(jìn)行等亮度校正。在沒有閃動(dòng)的紅-綠色盤期間,屏幕中央將呈現(xiàn)“+”或“×”。刺激源呈現(xiàn)背景為均一的等亮度橙黃色。刺激按15Hz、4Hz、1Hz、4Hz、1Hz、15Hz、1Hz、15Hz、4Hz、15Hz、4Hz、1Hz順序呈現(xiàn),共12個(gè)block,每個(gè)持續(xù)12s,刺激之間為12s的控制狀態(tài),刺激呈現(xiàn)后為12s的靜息狀態(tài),總時(shí)間12s×12×2+12s=300s。 ③屈光參差性弱視視覺運(yùn)動(dòng)覺刺激材料:基于Matlab7.1軟件平臺,采用國際通用的視覺研究自由軟件包PsychToolbox2.54設(shè)計(jì)的隨機(jī)點(diǎn)動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)圖作為刺激源。采用組塊設(shè)計(jì),控制狀態(tài)與任務(wù)狀態(tài)交替呈現(xiàn),任務(wù)狀態(tài)為:在屏幕上呈現(xiàn)200個(gè)隨機(jī)點(diǎn),其中有5%的點(diǎn)向同一方向運(yùn)動(dòng),其余的點(diǎn)作隨機(jī)運(yùn)動(dòng),共12個(gè)組塊,每個(gè)持續(xù)10s,刺激之間為10s的控制狀態(tài),刺激呈現(xiàn)后為10s的靜息狀態(tài),總時(shí)間10s×12×2+10s=250s。 所有刺激材料均采用Samrtec SA-8800fMRI刺激系統(tǒng)套件(深圳市美德醫(yī)療電子技術(shù)有限公司生產(chǎn))呈現(xiàn)。通過位于磁共振操作間的任務(wù)控制電腦控制,刺激圖形通過投影機(jī)投照到磨砂玻璃上,被試者通過頭部前方的反光鏡中觀察圖像。受試者平臥于磁共振檢查床內(nèi),由頭盔將頭固定在正交頭線圈上,通過注視額前方固定的反光平面鏡被動(dòng)觀察毛玻璃屏上的刺激圖像。實(shí)驗(yàn)獲取數(shù)據(jù)時(shí),除了來自顯示屏的光線外,被試所處環(huán)境中無其它光源。 4.數(shù)據(jù)處理 所有數(shù)據(jù)均采用國際上通用的自由軟件AFNI和社會科學(xué)統(tǒng)計(jì)軟件包SPSS13.0進(jìn)行離線處理和統(tǒng)計(jì)分析。處理步驟為:首先將數(shù)據(jù)由DICOM格式轉(zhuǎn)換為AFNI所能識別的NIfTI格式,依次進(jìn)行時(shí)間轉(zhuǎn)換、層內(nèi)及層間圖像配準(zhǔn)、各向同性空間高斯平滑(半寬全高FWHM=5mm)、將絕對MR信號改變轉(zhuǎn)換為相對的MR信號改變百分比以便被試內(nèi)及被試間比較分析、空間標(biāo)準(zhǔn)化(采用Talairach-Tournoux空間坐標(biāo)系),在空間標(biāo)準(zhǔn)化過程中同時(shí)對功能像進(jìn)行3mm×3mm×3mm重采樣處理。然后對每個(gè)受試者的功能序列數(shù)據(jù)進(jìn)行反卷積分析,將剛體運(yùn)動(dòng)參數(shù)引起的偽影特征模型作為無關(guān)回歸因子從系統(tǒng)反應(yīng)中剔除,從而獲得相應(yīng)刺激的腦功能激活圖(正常人視覺運(yùn)動(dòng)覺閾值:F=5.001,P4.1×10-4;正常人色覺閾值:F=5.000,P8.1×10-8;屈光參差性弱視視覺運(yùn)動(dòng)覺閾值:F=5.009,P4.0×10-4)。最后將各被試反卷積分析得到的各相干水平的MR平均信號改變百分比進(jìn)行方差分析,得到平均激活圖。 結(jié)果分析 1.視覺運(yùn)動(dòng)刺激激活區(qū)在雙側(cè)顳下溝升支和枕外溝交匯處,其左、右側(cè)激活區(qū)的Talairach中心坐標(biāo)分別為(42.9,66.0,3.5)、(-42.5,63.5,3.8),左、右半球hMT+區(qū)在相干水平為5%、20%、80%情況下激活體積分別為(946.9±267.9)ml、(756.0±319.5) ml、(621.0±139.9) ml、(658.1±192.1) ml、(516.0±172.4) ml、(307.1±29.7 )ml。同時(shí)激活的還有V1區(qū)(激活概率28/2×3×9),hV3A(激活概率46/2×3×9)以及其他幾個(gè)枕顳、枕頂、頂葉及顳葉相關(guān)區(qū)域。 2.等亮度紅綠顏色刺激區(qū)在激活雙側(cè)枕顳交界區(qū)腹側(cè)面的梭狀回,該腦回位于側(cè)副溝外,其左、右側(cè)半球激活區(qū)的Talairach中心坐標(biāo)分別為(27.4,68.5,-10.1 )、(-30.5,72.6,-11.3),左、右半球V4區(qū)在時(shí)間頻率為15Hz、4Hz、1Hz情況下激活體積分別為(472.5±159.4)ml、(864.0±103.1) ml、(1463.3±292.2)ml、(418.5±126.7) ml、(779.7±111.3) ml、(1505.3±356.4 )ml。同時(shí)激活的還有V1/V2等視區(qū)。 3.在弱視眼矯正前后和對側(cè)眼均可見雙側(cè)或單側(cè)hMT+激活。弱視眼屈光矯正前、后hMT+區(qū)激活范圍均明顯小于對側(cè)眼刺激時(shí)hMT+區(qū)激活范圍(P值均為0.002);弱視眼屈光矯正前、后hMT+區(qū)激活范圍間比較無顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值為0.076)。 結(jié)論 1.隨機(jī)點(diǎn)動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)圖刺激能對參與視覺運(yùn)動(dòng)覺處理的大腦皮層區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確的功能定位;hMT+區(qū)的激活體積隨著相干水平的提高而減小。該研究對人類視覺運(yùn)動(dòng)覺皮層處理位置進(jìn)行了準(zhǔn)確的功能定位,提示了視覺運(yùn)動(dòng)相干水平與hMT+區(qū)反應(yīng)特征的關(guān)系,為我們進(jìn)一步研究病理狀態(tài)下人類視覺運(yùn)動(dòng)覺皮層反應(yīng)特征提供了理論基礎(chǔ)。 2.等亮度等亮度紅-綠色盤刺激能有效激活人類顏色信號處理中心V4區(qū)。V4區(qū)對低時(shí)間頻率敏感度較高,對高時(shí)間頻率的敏感度較低。該研究對人類色覺皮層處理中心進(jìn)行了準(zhǔn)確的功能定位,提示了人類色覺皮層時(shí)間頻率反應(yīng)特征。 3.在弱視眼矯正前后和對側(cè)眼均可見雙側(cè)或單側(cè)hMT+或V3A的激活。弱視眼屈光矯正前、后hMT+區(qū)激活范圍均明顯小于對側(cè)眼刺激時(shí)hMT+區(qū)激活范圍(P值均為0.002);弱視眼屈光矯正前、后hMT+區(qū)激活范圍間比較無顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值為0.076)。該研究從fMRI角度進(jìn)一步證實(shí)了屈光參差性弱視可能存在視覺運(yùn)動(dòng)功能缺陷,為早期發(fā)現(xiàn)和早期治療那些潛在的弱視病人提供理論依據(jù)并能幫助臨床根據(jù)弱視不同的腦功能區(qū)損害特點(diǎn)進(jìn)行有針對性的診療。
【學(xué)位單位】：第三軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2007
【中圖分類】：R445.2
【部分圖文】：

B、C 為相干水平分別為 5％、20％、80％在 Talairach-Tournoux 空間坐標(biāo)依次為-3、0、+3、+6 時(shí)的激活圖，顯示興趣區(qū) hMT＋（人類顳活體積隨著運(yùn)動(dòng)相干水平的提高而減小。

1 A、B、C 為相干水平分別為 5％、20％、80％在 Talairach-Tournoux 空間坐標(biāo)系向坐標(biāo)依次為-3、0、+3、+6 時(shí)的激活圖，顯示興趣區(qū) hMT＋（人類顳中回激活體積隨著運(yùn)動(dòng)相干水平的提高而減小。

結(jié) 果平均腦激活圖顯示,等亮度紅綠顏色刺激的激活區(qū)在雙側(cè)枕顳交界區(qū)腹側(cè)面的梭狀回（fusiform gyrus）,該腦回位于側(cè)副溝（contralateral sulcus）外，其左、右側(cè)半球激活區(qū)的 Talairach 中心坐標(biāo)分別為（27.4，68.5，-10.1 ）、（-30.5，72.6，-11.3），即第四視區(qū) V4（圖 1）。逐一分析每個(gè)個(gè)體的腦激活圖發(fā)現(xiàn), 左、右半球 V4 區(qū)在時(shí)間頻率為 15Hz、4Hz、1Hz 情況下激活體積分別為（472.5±159.4）ml、（864.0±103.1）ml、（1463.3±292.2）ml、（418.5±126.7） ml、（779.7±111.3） ml、（1505.3±356.4 ）ml（圖 2）。雙側(cè) V4 區(qū)相同時(shí)間頻率以及同側(cè) V4 區(qū)不同時(shí)間頻率間比較無顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。同時(shí)激活的還有 V1/V2 等視區(qū)。
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