轻度认知障碍工作记忆中theta振荡的特征研究

摘要

研究目的：
　　轻度认知障碍(MCI)是处于正常脑老化与痴呆之间一种不稳定的认知损害的临床状态，日常生活能力正常，但有轻度记忆或轻度认知能力损害，未达到痴呆。MCI患者存在严重工作记忆损伤，theta振荡在工作记忆中起关键作用，本文以MCI患者为研究对象，研究其工作记忆障碍theta振荡的改变，以探讨MCI患者工作记忆障碍的可能神经机制。
　　研究方法：
　　1.研究对象和实验方法：招募28例MCI患者和15例健康对照受试者，分为MCI组和健康对照组，根据MCI患者临床痴呆评定量表6个项目评分之和（CDR-SB)将MCI组分为高CDR-SB MCI组和低CDR-SB MCI组两个亚组，每名受试者需完成视觉延迟样本匹配工作记忆任务测试，同步记录34通道脑电信号。
　　2.工作记忆行为学分析：分别计算3组工作记忆行为学的反应时间及正确率。
　　3.工作记忆34通道脑电信号数据分析：
　　（1）脑电信号的预处理：去除基线漂移、工频及眼电和肌电的干扰。
　　（2）工作记忆特征频段的选取：计算3组工作记忆不同频段的能量密度百分比，明确特征频段。
　　（3）工作记忆特征通道和重要脑区的选取：计算3组工作记忆多通道脑电信号在特征频段的能量空间分布，明确工作记忆的特征通道和重要脑区。
　　（4）计算3组在工作记忆特征通道和重要脑区的能量密度。
　　（5）特征通道能量时频分布分析：计算3组在工作记忆特征通道脑电信号的能量时频分布。
　　（6）多通道脑电信号频谱相干分析：计算3组工作记忆特征通道与重要脑区所有通道的频谱相干值。
　　（7）多通道脑电信号相位同步分析：计算3组工作记忆特征通道与重要脑区所有通道的相位同步值。
　　（8）比较3组在能量密度、时频分布、频谱相干及相位同步上的差异。
　　4.统计分析：应用方差分析比较三组间的差异，P＜0.05有统计学意义。
　　研究结果：
　　1.MCI患者存在工作记忆行为学损害：
　　高CDR-SB MCI组、低CDR-SB MCI组与健康对照组工作记忆行为学的正确率分别为80.93±0.45%，86.14±0.64%及90.06±0.70%。MCI组正确率低于健康对照组，高CDR-SB MCI组的正确率低于低CDR-SB MCI组，差异均有统计学意义（P＜0.01）。
　　高CDR-SB MCI组、低CDR-SB MCI组与健康对照组的反应时间分别为1381.43±41.26ms、1218.57±50.94ms及1131.67±36.81ms。高CDR-SB MCI组反应时间长于健康对照组和低CDR-SB MCI组，差异均有统计学意义（P＜0.05）；低CDR-SB MCI组反应时间长于健康对照组，但差异无统计学意义。
　　2.3组在工作记忆中theta频段的能量密度百分比高于其他频段，差异均有统计学意义（P＜0.01），提示工作记忆的特征频段是 theta频段；3组在工作记忆中均表现出额区明显的theta振荡脑电活动，其中额中线Fz通道theta振荡的能量最大，表明额中线Fz通道和额区分别为工作记忆的特征通道和重要脑区。
　　3.MCI组在Fz通道和额区的能量密度低于健康对照组；高CDR-SB MCI组的能量密度低于低CDR-SB MCI组，差异均有统计学意义（P＜0.01）。
　　4.3组在工作记忆中Fz通道能量时频分布提示脑电活动均集中于theta频段。
　　5.高CDR-SB MCI组、低CDR-SB MCI组和健康对照组在工作记忆中额区theta频段的频谱相干值分别为1.12±0.02、1.23±0.02和1.31±0.03。MCI组相干值低于健康对照组，高CDR-SB MCI组相干值低于低CDR-SB MCI组，差异均有统计学意义（P＜0.01）。
　　6.高CDR-SB MCI组、低CDR-SB MCI组和健康对照组在工作记忆中额区theta频段的相位同步值分别为0.92±0.06、1.13±0.05和1.26±0.03。MCI组同步值低于健康对照组，高CDR-SB MCI组同步值低于低CDR-SB MCI组，差异均有统计学意义（P＜0.05）。
　　结论：
　　1.MCI患者存在工作记忆损害。
　　2.MCI患者工作记忆的特征频段是theta频段，特征通道是额中线Fz通道，重要脑区是额区。
　　3.MCI患者额区theta振荡的缺失可能是其工作记忆障碍的重要机制之一。

目录

声明

缩略语/符号说明

前言

研究现状、成果

研究目的、方法

1对象和方法

1.1研究对象

1.2实验流程

1.3行为学检测过程

1.4多通道EEGs的采集与预处理

1.5 工作记忆行为学分析

1.6 工作记忆能量密度的计算

1.7工作记忆特征频段的选取

1.8 工作记忆特征通道和重要脑区的选取

1.9工作记忆特征通道的能量时频分布分析

1.10工作记忆重要脑区内部EEGs频谱相干分析

1.11工作记忆重要脑区内部EEGs相位同步分析

1.12统计学分析

2结果

2.1 3组受试者基本资料

2.2 3组受试者工作记忆行为学分析结果

2.3 theta频段是工作记忆的特征频段

2.4额中线Fz通道和额区为工作记忆的特征通道和重要脑区

2.5 3组在Fz通道和额区EEGs能量密度的分析结果

2.6 3组在工作记忆中Fz通道EEGs能量时频分布分析结果

2.7 3组在工作记忆中额区内部EEGs频谱相干分析结果

2.8 3组在工作记忆中额区内部EEGs相位同步分析结果

3讨论

3.1 轻度认知障碍患者存在视觉工作记忆的损伤

3.2工作记忆的特征频段是theta频段，特征通道是Fz通道，重要脑区是额区

3.3 轻度认知障碍患者存在工作记忆theta振荡的缺失

4.结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

综述:AD和MCI工作记忆研究进展

致谢

个人简历