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1、分类号 密级 U C D 编号 博士后研究工作报告 短暂性缺血性发作工作记忆障碍的脑机制成像研究 卢 洁 工作完成日期 2005 年 09 月至 2009 年 02 月 报告提交日期 2009 年 02 月 北京师范大学二 九 年 二 月中文题名 短暂性缺血性发作工作记忆障碍的脑机制成像研究 英文题名 MRI Study of Working Memory Impairment in Patients with TIA 博士后姓名 卢 洁 流动站（一级学科）名称 心理学 专业（二级学科）名称 基础心理学 研究工作起始时间 2005年09月 研究工作期满时间 2009年06月 单位名称 认知神经
2、科学与学习研究所 报告提交日期 2009年06月 资料参考中文摘要短暂性脑缺血发作（transient ischemic attack, TIA）是一种常见的脑血管病，可导致不同程度的认知障碍，尤其是工作记忆障碍，是血管性痴呆和阿尔茨海默病的重要危险因素，但目前产生工作记忆障碍的发病机制不明。本研究采用磁共振功能成像技术，包括磁共振脑功能成像包括氢质子波谱成像（1H magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS）、动脉血质子自旋标记（arterial spin labeling, ASL）、血氧水平依赖（blood oxygen level dependent,
3、 BOLD）磁共振脑功能成像（functional magnetic resonance imaging, fMRI）揭示TIA患者工作记忆障碍的脑加工处理机制。本研究对TIA记忆障碍患者进行ASL、MRS检查，比较病变侧和对侧血流动力学和代谢差异；对工作记忆任务，分别是数字、图片记忆，采用fMRI研究TIA患者工作记忆编码和提取阶段的脑激活情况，与正常对照组进行比较，探讨其记忆障碍的脑加工机制。ASL和MRS结果显示TIA患者病变侧额颞顶叶存在血流灌注和代谢减低。数字和图片工作记忆任务的功能激活分别显示了各自的特异性神经机制。数字工作记忆脑功能存在左侧优势，左侧颈内动脉（internal c
4、arotid artery，ICA）/大脑中动脉（middle cerebral artery, MCA）狭窄、闭塞的TIA患者数字编码期、提取期，脑激活明显少于正常对照组，提取期左侧半球优势消失，右侧半球出现代偿性激活。图片工作记忆脑激活也具有左侧优势，患者图片工作记忆的编码期、提取期脑激活均少于正常对照组。前额叶和顶叶皮层是工作记忆的重要脑区，但工作记忆是一个复杂的信息加工系统，需要脑内多个区域之间的相互协调才能完成任务。本研究利用多种MRI技术显示了TIA患者工作记忆障碍时，脑灌注、代谢以及脑激活和代偿方式，对阐明其记忆障碍的神经生理机制，有效预防痴呆有重要的临床意义。关键词：短暂性脑缺
5、血发作；工作记忆；磁共振成像，功能AbstractTransient ischemic attack (TIA) is one of the most common type of stroke. Patients with TIA can have different degree of cognitive impairment, especially working memory impairment. TIA is the risk factor of vascular dementia (VD) and Alzheimers disease (AD). But so far the m
6、echanisms of working memory impairment are still not clear. In this study, we performed 1H magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS), arterial spin labeling (ASL) and blood oxygen level dependent (BOLD) MRI for investigating the brain mechanism of working memory impairment in patients with TIA. We co
7、mpared the difference of cerebral blood flow ( CBV) and metabolism between the invovled and contralateral brain in in patients with TIA. In addition, working memory tasks (digital and picture) were designed to explore cognitive models and features of information encoding and retrieval using BOLD-fMR
8、I in TIA patients with left internal carotid artery (ICA)/ middle cerebral artery (MCA) stenosis or occlusion. The results of ALS and MRS demonstrated CBF and metabolism decrease of the frontal, temporal and parietal lobes in the involved brain. Digital and picture working memory had their specific
9、neural mechanisms respectively. In TIA patients with left ICA/ MCA stenosis or occlusion, digit and picture working memory were left hemisphere dominant. But the avtivated brain regions were less than the normal subjects and the compensatory activations were showed during retrieval phase. The left f
10、rontal and parietal cortex were the important regions for the processing of working memory. Working memory was a complicated information processing system, several brain regions work together for performing the task. In conclusion, the present study found that TIA patients had CBF and metabolism abn
11、ormal. This study further revealed the neuro-physiological mecahnisms of working memory in TIA patients with left ICA/MCA stenosis or occlusion. These findings will play important roles for preventing vascular dementia. Key Words：transient ischemic attack; working memory; magnetic resonance imaging，
12、 functiona目 录摘要ABSTRACT1引言32 文献综述53问题提出与研究假设124 实验研究144.1 研究一TIA患者工作记忆的行为心理学测试14 4.1.1实验方法14 4.1.2实验结果16 4.1.3讨论174.2研究二 TIA患者的ASL和MRS研究18 4.2.1实验方法18 4.2.2实验结果19 4.2.3讨论214.3研究三 TIA患者工作记忆的FMRI研究224.3.1实验方法22 4.3.2实验结果24 4.3.3讨论285 综合讨论356 总结37参考文献38附录缩略语表42致谢43博士后期间发表的文章与获得资助情况44个人简历45插图及附表清单图1脑供血动
13、脉系统示意图5图2脑卒中示意图6图3动脉狭窄/闭塞的TIA7图4左侧MCA重度狭窄的TIA患者ASL和MRS结果20图5数字工作记忆任务的ER实验设计23图6图片工作记忆任务的ER实验设计23图7左侧患者组和正常对照组数字工作记忆编码期脑激活图25图8左侧患者组和正常对照组数字工作记忆提取期脑激活图26图9左侧患者组和正常对照组图片工作记忆编码期脑激活图27图10左侧患者组和正常对照组图片工作记忆提取期脑激活图28表1 TIA患者组与对照组数字工作记忆检查结果16表2 TIA患者组与对照组汉字工作记忆检查结果16表3 左侧患者组与对照组数字工作记忆编码期激活脑区31表4左侧患者组与对照组数字工
14、作记忆提取期激活脑区32表5左侧患者组与对照组图片工作记忆编码期激活脑区33表6左侧患者组与对照组图片工作记忆提取期激活脑区341引 言脑卒中（Stroke）是威胁人类生命最常见的神经系统疾病，我国成人死亡的第二位致死疾病，其发病率约为120180/10万，死亡率约为60-120/10万，幸存者中3/4有不同程度的劳动力丧失，给社会和家庭带来极大的负担（Rothwell，2003；Bonita，1992）。脑卒中又称中风或脑血管意外，是由于供应脑部血液的血管发生疾患所导致的一组神经系统疾病，临床表现为猝然发生的局灶性神经功能缺失乃至意识障碍。脑卒中按病因分为出血性和缺血性两大类，缺血性脑卒中包括动脉粥样硬化性脑梗死、脑栓塞、短暂性脑缺血发作、腔隙性脑梗死、出血性脑梗死等；出血性脑卒中包括脑出血、蛛网膜下腔出血。缺血性卒中的发病率高于出血性卒中, 约占7590%，
