微意识状态视觉神经网络的功能磁共振研究

摘要

目的：微意识状态是具有微小但非常明确的行为证据来证明能感知自我和环境的严重意识改变的一种状态，是处于昏迷和意识清醒之间的一种特殊的意识状态。本研究希望通过微意识患者的视觉神经网络的研究，来探讨微意识患者是否存在大范围的视觉神经网络，是否存在视觉意识，从而进一步探讨视觉图片被动呈现刺激促进脑功能康复的可能性。 方法：视觉图片分三组：家庭图片组、高兴奋度图片组和中性图片组。其中，高兴奋度图片和中性图片来自于NIMH的IAPS2005系统的标准化图片，两组按照愉悦度和觉醒度区分。 第一部分：30位健康志愿者，采取与NIMH相同方法，分别在愉悦度、唤醒度和优势度三个维度上将所取的30张图片进行9点量表评分。将志愿者的评分在高兴奋度和中性图片组之间比较，并将志愿者的评分和标准组作比较和相关分析，以探讨国际情感视觉图片系统的图片是否适合国人的视觉神经网络的研究。 第二部分：将高兴奋度和中性图片组在10例志愿者中进行探讨fMRI视觉神经网络研究的可行性、可重复性和可靠性。 第三部分：取微意识患者9人，正常对照组10人。微意识患者主要来自重型颅脑损伤和白发性脑出血患者长期昏迷后逐渐恢复的患者。功能磁共振扫描是采取EPI序列；组块设计模式(BlockDisgn)；Eprime软件编辑、由SAMRTEC视觉信息呈现系统提供被动视觉刺激。正常对照组作为一个整体来分析；对于微意识患者，激活区域的解剖和坐标配准是根据患者的脑解剖和人脑解剖图谱来确认，功能神经成像分析软件AFNI统计分析，而得到激活图、激活区的BOLD信号改变率和talairach坐标。 结果：第一部分：对于来自于NIMH的IAPS2005系统的30张标准化图片，国人实验组和标准组的评分比较，愉悦度、觉醒度和优势度两组之间无显著性差异。在标准组和实验组内，高兴奋度和中性图片组的愉悦度、觉醒度在两组之间有显著性差异，优势度两组无显著性差异。 第二部分：高兴奋度图片和中性图片的被动呈现刺激下，都激活了初级视觉皮层枕叶和次级视觉和相关皮层颞叶、梭回、顶叶、眶回、前额叶和杏仁核。家庭图片组有相似的激活。高兴奋度图片组比中性图片组在各脑区的平均激活体积有增高的趋势，与图片本身的兴奋度差别趋势相一致。家庭图片组的脑区激活量与中性图片组比较接近。 第三部分：在三组视觉图片被动呈现刺激下，正常对照组都激活了初级视觉皮层枕叶，次级视觉皮层和相关脑区颞叶、梭回、顶叶、眶回、前额叶和杏仁核；其中高兴奋度图片组激活强度相对最强，家庭图片组和中性图片组无明显差别。 微意识患者在视觉图片被动呈现刺激下，家庭图片组和中性图片组各有7例患者有枕叶激活，高兴奋度图片组有5例患者枕叶激活。中性图片刺激组3例，高兴奋度图片组2例、家庭图片刺激组6例患者在枕叶初级视觉皮层、梭回、颞叶、顶叶、眶额回和前额叶的视觉神经网络完全激活。在无枕叶激活的微意识患者在视觉刺激任务中，有自发性脑活动的存在。 在有枕叶激活情况下，微意识患者的颞叶和梭回、前额叶和全脑激活的平均体积都明显低于正常对照组；其中前额叶和全脑激活的平均体积尤其在中性图片和高兴奋度图片任务刺激时下降更为明显，并明显低于家庭图片被动呈现刺激组。 微意识患者在视觉图片被动呈现刺激下，同一脑区的激活坐标在不同患者差别明显；同一微意识状态患者，在三组图片随机呈现被动视觉刺激时，其脑区的激活变化非常大而不一致。 结论：第一部分：选白IAPS图片系统的30张图片具有良好的国际通用性，适合于国人作为视觉图片被动呈现刺激的要求，适合国人的视觉神经网络的研究。 第二部分：以IAPS图片和家庭图片为主要内容的被动呈现刺激模式来检测视觉神经网络是可行的、可靠的和具有良好的重复性。 第三部分：利用情感图片的fMRI研究表明 1.微意识状态患者的视觉注意和意识状态不稳定和不一致。 2.微意识患者可保存有完整的视觉神经网络，包括初级视觉皮层枕叶、次级视觉皮层和相关脑区颞叶、梭回、顶叶、眶额回、前额叶和杏仁核，在被动图片呈现刺激下，可被完整的激活。 3.视觉图片的被动呈现刺激，能触发视觉神经网络的活动。尤其是患者昏迷前最为熟悉的富有情感内容的家庭图片的刺激，更易触发较广、较强的视觉神经网络活动，可能有利于大脑功能连接的重新形成，促进脑功能的恢复

目录

缩略词索引

第一部分国际情感图片被动视觉刺激的国人适用性研究

序言

资料和方法

结果

讨论

结论

参考文献

第二部分情感图片被动呈现刺激的视觉神经网络fMRI研究

引言

资料和方法

结果

讨论

结论

参考文献

第三部分微意识状态视觉神经网络的功能磁共振研究

引言

资料和方法

结果

讨论

结论

参考文献

意识障碍的研究进展

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