作者:江凯华,郑爱斌,丁丽,李红新,高敏
来源:临床放射学杂志2015 年第34 卷第11 期
从儿童发展研究的先驱皮亚杰到现代儿童发展研究者,一直将认知发展变化作为儿童发展心理学研究的中心课题。静息态功能磁共振( rs-fMRI) 基于血氧水平信号,具有高空间分辨率,能够衡量大脑自发神经活动;其稳定性高,排除了任务对结果的干扰,适合于儿童的研究,近年来在认知领域广泛应用。rs-fMRI作为一种新兴的研究技术,用于儿童认知发展的研究很少,其中的局部一致性(ReHo) 方法能够探索局部大脑功能活动,发现相邻脑区一致活动对认知过程的促进作用,可直接观测并量化认知发展的进度。本研究采用ReHo结合感兴趣区 (ROI) 分析的方法,从神经影像学的角度探索儿童认知发展的特征。三组儿童 ReHo 比较差异显著的脑区,红色区域为有明显差异的脑区,包括额中回、额上回、左中扣带回和顶叶。ReHo是由我国学者Zang等提出的,可以衡量静息态时的大脑自发活动,用于研究某一体素与其相邻体素间神经元活动一致性的情况,是一种反映脑局部功能活动的分析方法。ReHo能够完整地揭示结构和功能上紧密联系的大脑神经环路,适用于精神性疾病的研究。本研究应用rs-fMRI ReHo 的方法对三组学龄期儿童进行比较分析,观察儿童认知功能随年龄增长的发展变化特点。前额叶是执行功能的高级皮层,在认知能力中发挥重要作用,而相关研究已证实扣带回也在执行控制中发挥重要作用。Zelazo 等的研究也证实了执行功能发展较为缓慢,其在儿童期一直逐渐发展。本研究发现前额叶两个区域( 额中回、额上回) 及左中扣带回的ReHo 值随年龄增长呈上升趋势,尤其7~8岁至9~10岁的年龄阶段,ReHo 值在这几个区域显著升高,证实了执行功能在学龄期逐渐发展的特点。随着前额叶及扣带回的逐渐发育成熟,局部脑区间的一致性不断提高,儿童的执行功能逐渐发展。rs-fMRI显示前额叶和扣带回随年龄增长执行功能的不断成熟,为认知发展的特点提供了方法学上的论据。以往的研究提示,顶叶的不同区域是基本的注意激活系统,在认知控制过程的冲突监测及解决过程中发挥重要作用;并且,顶叶与前额叶的不同脑区间存在并行联系,前额叶-顶叶控制网络位于背侧注意网络和默认网络之间,主要参与需要控制信息处理的任务。本研究发现顶叶区域的ReHo 值随年龄增长逐渐增高,表明该区域的ReHo 活动有利于提高注意警觉并保持注意系统间的联系协调功能,其组成成分的协同作用提高了注意系统的工作效率,使注意过程能更加有效地完成,从而使注意激活的水平逐渐发展。本研究前额叶及扣带回脑区9~10岁组与11~12岁组ReHo 值比较未发现明显差异,而7~8 岁组与9~10岁、11~12 岁组差异明显,说明 9~10岁是学龄期儿童执行控制认知发展的关键期。本课题组在前期研究中采用事件相关电位的方法也发现,在研究 7~12 岁儿童数学和汉字任务时,9~10岁儿童 N2 波明显增高,而到11~12岁时增高不明显,提示9~10岁是认知发展的关键期。关键期是指某一特定经验或反应必须在个体发展的特定时间发生,否则发展过程中就会产生持久性的问题,这种反应就永远不能获得。在关键期内,儿童可以学到较高的水平,而其后则不容易达到这一水平。故关键期是学龄期儿童认知发展的重要阶段。通过 rs-fMRI ReHo 方法的研究,为学龄期儿童认知发展的特点提供依据。综上所述,本研究采用静息态ReHo 的方法探讨了学龄期儿童认知发展的变化特点,发现随着年龄增长,额中回、额上回、左中扣带回及顶叶等区域的ReHo 值呈上升趋势,提示与之相关的执行控制、注意激活等功能逐渐完善,ReHo 的方法特点为这一过程提供了完备的理论基础。通过三个年龄组的比较,发现9 ~10 岁是学龄期儿童执行控制认知发展的关键期,这一时期的培养对于儿童的认知发展尤为重要。ReHo 为理解儿童认知发展提供了一个新视角。文献来源:
儿童静息态 fMRI 大脑局部活动的认知发展研究
江凯华,郑爱斌,丁丽,李红新,高敏
作者单位:江苏常州市儿童医院儿童健康研究中心
临床放射学杂志2015 年第34 卷第11 期
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