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甲状腺功能减退和糖尿病及视觉捆绑的脑功能成像研究

王兆新  
【摘要】:本论文分为两部分,第一部分为亚临床甲状腺功能减退病和糖尿病脑损伤的功能磁共振研究,第二部分为视觉特征捆绑的脑机制功能磁共振研究。 第一部分:亚临床甲状腺功能减退病和糖尿病脑损伤的功能磁共振研究 在本部分研究中,我们使用fMRI技术,研究了亚临床甲状腺功能减退病和糖尿病n-back工作记忆的能力及其完成任务时脑功能和正常人的异同。 有研究表明,甲状腺激素相关病人(即甲状腺激素功能亢进病(hyperthyroidism)和甲状腺激素功能减退病(hypothyroidism))存在认知功能损伤。但亚临床甲状腺激素功能减退病人是否存在脑功能损伤,以及是否需要甲状腺激素替代治疗,尚存在争议。在本部分研究的实验Ⅰ中,我们利用fMRI研究了甲状腺功能亢进病、甲状腺功能减退症、亚临床甲状腺功能减退症以及甲状腺激素功能正常被试在完成工作记忆任务(n-back任务)过程中脑功能的异同。同时,我们使用修订韦氏记忆量表,对被试的一般记忆水平进行了评估。甲状腺功能减退病人的工作记忆能力也使用n-back任务进行了评估。经过6个月的甲状腺激素替代治疗后,亚临床甲状腺功能减退病人进行了同样的实验。行为学结果发现,甲状腺功能减退病人和亚临床甲状腺功能减退病人的工作记忆成绩比甲状腺功能正常/亢进的被试的工作记忆成绩低;fMRI结果表明,所有被试在完成n-back任务时,均激活了一个包括双侧额中/下回、双侧背外侧前额叶、双侧前运动区、辅助运动区/前扣带回以及双侧顶叶在内的额-顶叶系统。进一步的定量分析表明,甲状腺功能正常/亢进的被试在这些感兴趣区均表现出和记忆负载相关的负载效应,即随着任务负载的升高,BOLD信号峰值上升。但在亚临床甲状腺激素功能减退病人中,这种负载效应仅出现在双侧顶叶和前运动区。经过六个月的治疗后,这些病人表现出和正常人一样的负载效应,n-back工作记忆任务的成绩也提高了。另外,在三种被试中,没有发现修订韦氏记忆量表成绩的差异。这些结果表明,亚临床甲状腺功能减退症可以导致工作记忆损伤;这种损伤不见于甲状腺功能亢进病人中。结果也提示,亚临床甲状腺功能减退病人主要损伤工作记忆,此功能障碍主要是额-顶叶系统损伤的结果。工作记忆成绩和额叶执行功能均在甲状腺激素替代治疗后得到恢复。 在本部分研究的实验Ⅱ中,我们利用fMRI研究了中年初发性Ⅱ型糖尿病(typeⅡ diabetes mellitus)病人工作记忆的能力及其完成任务时脑功能和正常人的异同。本实验采用和实验Ⅰ相同的n-back工作记忆任务。结果发现,糖尿病病人的行为学成绩和正常人没有显著的差别;fMRI结果表明,两组被试的工作记忆皮层网络,即双侧额中/下回、双侧背外侧前额叶、双侧前运动区、辅助运动区/前扣带回以及双侧顶叶,均在任务中激活,并出现和记忆负载相关的负载效应。进一步的组间分析表明,在双侧额中/下回、双侧背外侧前额叶、左侧前运动区、辅助运动区/前扣带回以及双侧顶叶,糖尿病组和正常组的激活水平没有差别;而在左侧尾核/海马/旁海马和右侧部分辅助运动区,糖尿病病人整体信号低于正常人。实验结果表明,虽然初发性糖尿病病人没有工作记忆损伤,但他们确实存在脑功能的下降;这种脑功能损伤,主要体现在皮层下结构,而非皮层结构。结果支持糖尿病的“阈值”理论,提示糖尿病可能促进了病人的脑老化过程。


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