基于静息态功能磁共振ALFF算法人脑老化的研究

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目的:随着当今社会人口老龄化的形式日益严峻,脑老化问题不断引起医学界的非常广泛的重视,众多学科对脑老化展开了广泛而且深入的研究。随着年龄的不断增长,脑组织的细胞、形态及功能不断衰退,从而影响机体的功能,如协调性、定向能力、记忆力、认知能力和思维等。其形态学上的改变主要表现为:灰质变薄、脑回变窄、脑膜增厚、脑沟变宽、脑室扩大等。然而近年来大量研究显示,除了结构对老年人机体功能的影响外,大脑功能改变的作用也是不可或缺的。本研究应用静息态功能磁共振成像(resting-state fMRI)低频振幅(ALFF)算法来研究中老年人和年轻人之间静息状态下(即基线状态)大脑活动的差异。方法:将志愿者按年龄将研究对象分为两组:年轻组60人(男23例,女37例,年龄范围22-31岁,平均年龄26.15±1.9岁);中老年组61人(男23例,女38例,年龄范围45-65岁,平均年龄52.6±5.9岁)。以上志愿者均无脑外伤史,及与颅脑神经损伤相关的症状,无高血压、糖尿病等对血管有损伤的疾病,无嗜烟酒等不良嗜好。均行常规磁共振检查,且表现正常或者存在少许散在的缺血变性灶。然后采集静息态功能磁共振图像数据。用功能磁共振图像处理软件(DPARSF、REST和xjview)对所采集的图像进行预处理、ALFF和fALFF结果的计算以及统计分析(两样本T检验)。观察中老年人和年轻人静息状态下的脑活动是否存在差异(P<0.001),经过alphasim校正(rmm=6)。将经过两样本T检验的ALFF及fALFF结果分别叠加在软件自带的T1WI图像上进行显示,观察有统计学意义的活动团块的脑区定位、MNI坐标、团块的大小,并观察其t值。结果:图像处理过程中,发现青年志愿者三例、中老年志愿者六例因为头动过大被删除,余志愿者图像均符合标准。ALFF结果:中老年组与年轻组相比较,活动增强的脑区有:双侧颞上回、双侧海马旁回、双侧海马及其钩突、双侧杏仁核、双侧梭状回、双侧扣带回、双侧颞下回、双侧颞极区、双侧局部枕叶、双侧桥脑、双侧小脑前叶、右侧额上回、右侧中央前回、右侧中央后回、右侧中央旁小叶、胼胝体左侧份、左侧岛叶、左侧屏状核、右侧枕中回。中老年组较年轻组活动减弱的脑区有:双侧额上回、双侧额中回、双侧额下回、双侧眶回、双侧颞中回、双侧梭状回、双侧枕叶、双侧前扣带回和双侧后扣带回、双侧楔前叶、左侧颞下回、左侧直回、左侧中央后回、左侧缘上回。部分有差异的脑区包含脑池或脑沟区域。fALFF结果:中老年组与年轻组相比较,活动增强的脑区有:左侧颞下回、左侧颞中回、左侧颞上回、右侧中央前回、右侧中央后回。中老年组较年轻组活动减弱的脑区有:双侧小脑后叶、双侧梭状回、双侧颞下回、双侧颞中回、右侧小脑前叶、左侧直回、左侧额上回。结论:1静息状态下,中老年人较年轻人而言,大部分活动减低脑区位于默认网络区域内,仅少部分位于默认网络区域以外的其他脑区,说明老化首先累及DMN。2中老年人较年轻人活动增加的区域可能是对活动减低脑区功能补偿的结果;3ALFF结果显示中老年人较年轻人鞍上池及环池区域活动增强,而在fALFF结果两组间无显著差异,说明fALFF能够去除生理噪声的干扰。
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