【摘要】：目的:聽覺中樞在早期發(fā)育過程中存在一個可塑性關(guān)鍵期(出生后至2-4歲之前),在此期間聽覺皮層的神經(jīng)可塑性最大,聽覺刺激會最大程度影響腦白質(zhì)及皮層功能的發(fā)育,而目前對此階段雙耳極重度感音神經(jīng)性耳聾(SNHL)患兒的腦發(fā)育研究尚鮮少涉及。了解在此特殊時間窗內(nèi)聽覺缺失對大腦的結(jié)構(gòu)重構(gòu)與功能重組的影響對全面認(rèn)識耳聾后的大腦發(fā)育有重要意義,并可以為人工耳蝸植入術(shù)(CI)的實施及術(shù)前篩查提供進一步神經(jīng)影像學(xué)依據(jù)。多模態(tài)磁共振分析方法是放射組學(xué)重要的組成部分,主要包括基于血氧水平依賴功能磁共振(fMRI)技術(shù)、彌散張量成像(DTI)技術(shù)等。這些技術(shù)可以在活體狀態(tài)下研究疾病對大腦功能、結(jié)構(gòu)的影響。近些年來,多模態(tài)磁共振方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于對聽覺缺失患者神經(jīng)病理學(xué)機制及臨床研究中,并有研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)某些腦區(qū)的結(jié)構(gòu)或功能可作為預(yù)估CI術(shù)后語言功能的神經(jīng)影像學(xué)標(biāo)志物。但目前這些研究的對象大多集中在聽覺剝奪病程相對較長的受試者身上,這些受試者年齡已經(jīng)超過聽覺皮層發(fā)育可塑性關(guān)鍵期,其皮層發(fā)育已不具備最大可塑性。因此,本研究將聯(lián)合應(yīng)用DTI技術(shù)、靜息態(tài)fMRI功能連接技術(shù)對發(fā)育可塑性關(guān)鍵期內(nèi)全腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)發(fā)育及聽覺皮層功能重組、基于腦網(wǎng)絡(luò)水平的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)及網(wǎng)絡(luò)間功能連接改變進行分析,以探討此特殊時間窗內(nèi)聽覺缺失對大腦白質(zhì)結(jié)構(gòu)及皮層功能發(fā)育的影響。同時,我們還應(yīng)用DTI技術(shù)探討了不同年齡段SNHL患兒聽覺傳導(dǎo)通路上腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)改變,以期完善發(fā)育不同時期聽覺缺失對大腦白質(zhì)結(jié)構(gòu)影響的認(rèn)識。材料和方法:本研究第一部分及第二部分共納入46例(平均年齡17.59個月)三歲以下雙耳極重度SNHL患兒和33例性別、年齡匹配的對照組嬰幼兒(平均年齡18.55個月)。所有被試者在掃描前口服水合氯醛,待患兒熟睡后采用西門子Verio Tim 3.0T磁共振進行常規(guī)MRI、靜息態(tài)fMRI、DTI掃描。對采集到的數(shù)據(jù)進行如下處理:1.DTI數(shù)據(jù):采用基于纖維束示蹤的空間統(tǒng)計分析(TBSS),對全腦白質(zhì)各向異性分?jǐn)?shù)(FA)值進行比較。2.靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù):采用靜息態(tài)功能連接方法,以左側(cè)、右側(cè)初級聽覺皮層(A1)為種子點做全腦功能連接的組間比較。3.使用獨立成分分析(ICA)方法,識別出6個感興趣靜息態(tài)腦網(wǎng)絡(luò):聽覺網(wǎng)絡(luò)、視覺網(wǎng)絡(luò)、感覺運動網(wǎng)絡(luò)、默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)、額葉網(wǎng)絡(luò)以及突顯網(wǎng)絡(luò),比較其網(wǎng)絡(luò)內(nèi)及網(wǎng)絡(luò)間功能連接的組間差異。本研究第三部分共納入≤3歲SNHL患兒16例(平均年齡18.66個月)、3歲SNHL患兒16例(平均年齡53.67個月)及與之性別、年齡匹配的兩組對照組嬰幼兒分別16例。所有被試者在掃描前口服水合氯醛,待患兒熟睡后采用西門子Verio Tim 3.0T磁共振進行常規(guī)MRI、DTI掃描。對DTI數(shù)據(jù)我們選取雙側(cè)顳上回下方白質(zhì)、雙側(cè)顳橫回下方白質(zhì)、雙側(cè)聽輻射、雙側(cè)下丘作為感興趣區(qū),測量其FA值,分別在不同年齡段SNHL組與對照組組間進行比較。結(jié)果:1、DTI數(shù)據(jù)TBSS分析:與對照組相比,SNHL組表現(xiàn)出廣泛的白質(zhì)FA值減低,包括雙側(cè)上縱束、下額枕束、下縱束、右側(cè)皮質(zhì)脊髓束、丘腦后放射和左側(cè)鉤束(p0.05,FWE校正)。而對比對照組,SNHL組并沒有發(fā)現(xiàn)FA值增高的區(qū)域。2、靜息態(tài)腦功能基于種子點的功能連接分析:組內(nèi)比較顯示SNHL組和對照組在以左側(cè)、右側(cè)A1為種子點的功能連接分析均表現(xiàn)出廣泛正性功能連接。這些與種子點功能連接顯著的區(qū)域包括雙側(cè)顳上回、顳中回、島葉、額下回、角回、頂下小葉、島蓋(p0.05,FDR校正),這些區(qū)域主要涵蓋了聽覺網(wǎng)絡(luò)、突顯網(wǎng)絡(luò)和默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)。組間功能連接分析顯示,以左側(cè)、右側(cè)A1為種子點的兩組之間功能連接存在差異。與對照組相比,以左側(cè)A1為種子點時,右側(cè)顳上回、島葉的功能連接明顯增強(p0.05,FDR校正)。此外,當(dāng)以右側(cè)A1為種子點時,右側(cè)顳上回、島葉的功能連接也明顯增強(p0.05,FDR校正)。與對照組相比,SNHL組無明顯的FC下降區(qū)域。3、靜息態(tài)腦功能獨立成分分析:與對照組相比,SNHL組默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的右側(cè)頂下小葉的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)功能連接強度顯著降低(p0.05,FDR校正),聽覺網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的左側(cè)島葉、突顯網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的左側(cè)海馬旁回、右側(cè)前扣帶回的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)功能連接強度顯著增強(p0.05,FDR校正),而在視覺網(wǎng)絡(luò)和軀體感覺運動網(wǎng)絡(luò)內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)功能連接強度的顯著改變。另外,我們在對照組的腦網(wǎng)絡(luò)間發(fā)現(xiàn)了7個顯著性連接,其中包括4個正性的功能連接和3個負(fù)性的功能連接。而在SNHL組中的腦網(wǎng)絡(luò)間我們發(fā)現(xiàn)了12個顯著性連接,其中包括5個正性的功能連接和7個負(fù)性的功能連接。進一步的組間比較發(fā)現(xiàn),與對照組相比,SNHL組在視覺網(wǎng)絡(luò)和默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)之間、聽覺網(wǎng)絡(luò)和額葉網(wǎng)絡(luò)之間的功能連接強度顯著增強(p0.05,未校正)。在對照組中,這兩個網(wǎng)絡(luò)間均沒有顯著性連接,而在SNHL組中均表現(xiàn)為顯著正相關(guān)。4、不同年齡段聽覺傳導(dǎo)通路DTI分析:≤3歲年齡段組與相應(yīng)對照組比較,雙側(cè)顳上回下方白質(zhì)、雙側(cè)顳橫回下方白質(zhì)、雙側(cè)聽輻射、雙側(cè)下丘FA值均存在顯著差異(p0.05)。3歲年齡段組與相應(yīng)對照組比較,只有左側(cè)顳橫回下方白質(zhì)的FA值存在統(tǒng)計學(xué)差異(p0.05),其他研究指標(biāo)無統(tǒng)計學(xué)差異。結(jié)論:1、本研究使用多模態(tài)磁共振成像探討了3歲之前雙側(cè)極重度SNHL患兒的白質(zhì)微結(jié)構(gòu)和聽覺皮層功能連接改變。發(fā)現(xiàn)SNHL患兒主要涉及聽覺和語言通路的廣泛白質(zhì)微結(jié)構(gòu)變化,這可能反映了SNHL患兒腦白質(zhì)發(fā)育的延遲。此外,SNHL組初級聽覺皮層與涉及聽覺和語言網(wǎng)絡(luò)相關(guān)腦區(qū)之間的功能連接增強,這可能反映了聽覺缺失后大腦皮層的功能代償重組。我們的研究結(jié)果為發(fā)育可塑性關(guān)鍵期內(nèi)SNHL嬰兒的大腦發(fā)育軌跡提供了新的見解。2、本研究應(yīng)用ICA技術(shù)探測發(fā)育可塑性關(guān)鍵期內(nèi)雙耳極重度SNHL患兒的腦網(wǎng)絡(luò)發(fā)育特點,發(fā)現(xiàn)對比對照組,SNHL組表現(xiàn)出默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)功能連接減低、聽覺網(wǎng)絡(luò)內(nèi)、突顯網(wǎng)絡(luò)內(nèi)功能連接增強,并且進一步發(fā)現(xiàn)視覺-默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)間及聽覺-額葉網(wǎng)絡(luò)間功能連接增強,這提示了發(fā)育可塑性關(guān)鍵期內(nèi)腦網(wǎng)絡(luò)水平同時存在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)功能連接損失與網(wǎng)絡(luò)內(nèi)、網(wǎng)絡(luò)間功能連接代償重組,這對從腦網(wǎng)絡(luò)層面理解可塑性關(guān)鍵期內(nèi)聽覺缺失后的腦發(fā)育軌跡提供了新的依據(jù)。3、本研究應(yīng)用DTI技術(shù)定量檢測大腦聽覺傳導(dǎo)通路白質(zhì)微結(jié)構(gòu)改變,發(fā)現(xiàn)≤3歲SNHL組聽覺傳導(dǎo)通路上所有ROI的FA值減低,而在3歲以上年齡組則僅發(fā)現(xiàn)左側(cè)顳橫回下方白質(zhì)FA值減低。這些結(jié)果提示SNHL患兒聽覺傳導(dǎo)通路白質(zhì)髓鞘化發(fā)育不良,且在發(fā)育早期有明顯的發(fā)育延遲,這為發(fā)育早期有效的聽覺刺激有利于維持或促進正常的白質(zhì)髓鞘化進程的觀點提供了新的影像學(xué)依據(jù)。
【圖文】：

7 2. TBSS 分析得到的全腦 FA 值組間比較結(jié)果（p<0.05，F(xiàn)WE 校正）。背景圖是平 FA 值骨架（綠色）。藍(lán)色區(qū)域代表 SNHL 組與對照組相比 FA 值顯著降低的區(qū)域側(cè)為實際右側(cè)）

9 圖 3-3-1. SNHL 組和對照組的組內(nèi)功能連接分析。A：軸位圖像；B：腦表面投射圖像。在SNHL 組及對照組，，以左側(cè)、右側(cè)初級聽覺皮層為種子點的功能連接分析，均表現(xiàn)出在以下區(qū)域：雙側(cè)顳上回、顳中回、腦島、額下回、角回、頂下小葉和島蓋（彩色區(qū)域）相似的正性功能連接，這些區(qū)域主要部分涵蓋了聽覺網(wǎng)絡(luò)、突顯網(wǎng)絡(luò)和默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)。檢驗閾值為 p<0.05，F(xiàn)DR 校正。彩色條帶表示 t 值。（圖像左側(cè)為實際右側(cè)）3.3.2 組間功能連接分析組間 FC 分析顯示，以左側(cè)、右側(cè) A1 為 ROI 的兩組之間功能連接存在差異（圖 3-3-2 和表 3-3-2）。與對照組相比，以左側(cè) A1 為 ROI 時，右側(cè)顳上回、島葉的 FC 明顯增強。此外，當(dāng)以右側(cè) A1 為 ROI 時，右側(cè)顳上回、島葉的 FC 也
【學(xué)位授予單位】：中國醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：R764.43;R445.2

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本文編號：2656499