【摘要】：腦島在成癮中具有重要作用,但因其結(jié)構(gòu)和功能都呈現(xiàn)出前后異質(zhì)的分布式特征,必須從其具有功能和結(jié)構(gòu)分化的亞區(qū)這一角度進(jìn)行研究,才能更深入理解腦島在成癮中的作用。然而目前,盡管已有大量的研究探索了基于功能連接的腦島亞區(qū)分割,以及腦島不同亞區(qū)的功能連接在各類藥物成癮和行為成癮(包括類成癮)中的異常和病變,但是與腦島有關(guān)的白質(zhì)纖維連接在成癮和類成癮中的異常和病變,相關(guān)的研究數(shù)量卻極其匱乏。與此同時,目前僅有的幾篇基于結(jié)構(gòu)連接的腦島亞區(qū)分割研究存在方法學(xué)上的缺陷(如成像質(zhì)量低,樣本量小等)。因此,本研究結(jié)合優(yōu)化的彌散成像技術(shù)和最新的基于纖維追蹤的腦區(qū)分割方法,首先在大樣本(N=98)上對腦島進(jìn)行了亞區(qū)分割,并且補(bǔ)充映射了每個亞區(qū)的結(jié)構(gòu)連接和功能連接模式,以更清晰地闡明各個亞區(qū)的結(jié)構(gòu)連接異質(zhì)性以及可能的功能組織性。接著在具有類成癮癥狀的游戲玩家中考察了腦島各個亞區(qū)的白質(zhì)纖維連接和靜息態(tài)功能連接情況與正常個體的差異。研究一選取了98名大學(xué)生被試,收集了T1結(jié)構(gòu)像和彌散張量成像數(shù)據(jù);接著采用“基于纖維追蹤的自動大腦分割流程”分析彌散張量成像數(shù)據(jù),得出腦島的不同亞區(qū)。另選取了25名大學(xué)生被試的獨(dú)立樣本,收集了T1結(jié)構(gòu)像、彌散張量成像數(shù)據(jù)和靜息態(tài)功能成像數(shù)據(jù);通過比較不同亞區(qū)的白質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)連接模式驗(yàn)證上述的結(jié)構(gòu)亞區(qū)分割,并考察了不同腦島亞區(qū)的靜息態(tài)功能連接特點(diǎn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),左側(cè)腦島可以分為前后兩個亞區(qū),而右側(cè)腦島可以分為背側(cè)前腦島、腹側(cè)前腦島和后腦島三個亞區(qū),這個結(jié)果與大部分前人研究中得到的腦島亞區(qū)分割結(jié)果相似。獨(dú)立樣本還從腦島結(jié)構(gòu)亞區(qū)的白質(zhì)纖維連接和靜息態(tài)功能連接模式上也驗(yàn)證了腦島的這種前后分化的異質(zhì)性特點(diǎn)。雙側(cè)前腦島主要與前額葉(包括眶額葉、背外側(cè)前額葉)、邊緣系統(tǒng)(前扣帶回)、楔前葉、顳葉(顳上回/顳中回)、皮層下核團(tuán)如殼核等區(qū)域存在更多的結(jié)構(gòu)和功能連接,雙側(cè)后腦島則更多地與中央溝蓋、以及頂上小葉、頂葉島蓋等頂葉區(qū)域,感覺運(yùn)動區(qū)域(中央后回、輔助運(yùn)動區(qū))等區(qū)域存在功能和結(jié)構(gòu)上的連接;特別地,對于右側(cè)前腦島而言,前腹側(cè)部分與眶額葉、前背側(cè)部分與背外側(cè)前額葉等的連接相對更強(qiáng)。研究二招募了20名長時間高度參與《英雄聯(lián)盟》游戲的大學(xué)生,并接受《英雄聯(lián)盟游戲成癮問卷》的評估;另招募了21名各方面匹配的控制組大學(xué)生。所有被試依次完成了靜息態(tài)功能成像、T1結(jié)構(gòu)像以及彌散張量成像掃描。白質(zhì)纖維連接的組間比較結(jié)果發(fā)現(xiàn),相比控制組,游戲玩家組右側(cè)腦島三個亞區(qū)與默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域(楔前葉)的白質(zhì)纖維連接概率均顯著降低,并且右側(cè)腦島與軀體感覺和視覺區(qū)域(右后腦島與中央后回及距狀裂周圍皮層、右腹側(cè)前腦島與左側(cè)楔葉)之間的白質(zhì)纖維連接概率也同樣顯著下降。功能連接的分析結(jié)果則發(fā)現(xiàn),腦島亞區(qū)與全腦的功能連接的異常主要集中在顳上回、背外側(cè)前額葉以及部分頂葉和枕葉區(qū)域。具體而言,相比于控制組,游戲玩家組的五個腦島亞區(qū)都顯示出與顳上回的功能連接更弱,并且其右腹側(cè)前腦島與輔助運(yùn)動區(qū)、左側(cè)丘腦的功能連接也更弱;同時,游戲玩家組的右側(cè)后腦島與左側(cè)背外側(cè)前額葉的功能連接則比控制組更強(qiáng)。并且,游戲玩家組的右側(cè)三個亞區(qū)與雙側(cè)背外側(cè)前額葉的功能連接均與成癮分?jǐn)?shù)呈正相關(guān),且其左側(cè)后腦島與雙側(cè)中央后回的功能連接與成癮分?jǐn)?shù)也呈正相關(guān)。另一方面,游戲玩家組的左后側(cè)腦島與左側(cè)額極以及大部分前扣回區(qū)域、右側(cè)后腦島與左側(cè)角回及右側(cè)距狀裂周圍皮層、右腹側(cè)前腦島與左側(cè)海馬旁回/海馬及角回、右背側(cè)前腦島與左側(cè)距狀裂皮層、角回及顳橫回之間的功能連接則均與成癮分?jǐn)?shù)呈負(fù)相關(guān)。綜上所述,本研究首先在大樣本上基于結(jié)構(gòu)連接模式將腦島分為了5個亞區(qū)(左邊分為前后兩個亞區(qū),右邊分為前背部、前腹部、后部三個亞區(qū));并且揭示了具有類成癮癥狀的游戲玩家個體的腦島亞區(qū)與全腦的結(jié)構(gòu)和功能連接的異常,這些異常主要體現(xiàn)在腦島與其所在的突顯網(wǎng)絡(luò)區(qū)域(前扣帶回)、以及默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域(楔前葉、角回)、中央執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)區(qū)域(背外側(cè)前額葉)、感覺運(yùn)動區(qū)域(中央后回、輔助運(yùn)動區(qū)、枕葉)的連接中。研究結(jié)果提示,在具有類成癮癥狀的游戲玩家中,腦島對網(wǎng)絡(luò)之間認(rèn)知資源的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換機(jī)制、加工和整合軀體感覺運(yùn)動信號的能力以及決策能力可能發(fā)生了潛在的異常變化。未來還需要更多的研究探討各類成癮中腦島亞區(qū)的結(jié)構(gòu)連接可能存在的異常,以便更好了解成癮行為背后的腦機(jī)制,并開發(fā)出可能的成癮預(yù)防和干預(yù)手段。
【圖文】：

圖 1 腦島亞區(qū)在成癮中的功能分化(改編自 Naqvi, Gaznick, Tranel, & Bechara, 2014)1.2.2 腦島亞區(qū)在成癮中的功能異常1.2.2.1 腦島在成癮中的內(nèi)感受功能的異常腦島作為內(nèi)感受加工的中樞，它的主要作用是表征藥物的內(nèi)感受效應(yīng)，將內(nèi)感受知覺整合為一種有意識的情緒感受，并投射到基底外側(cè)杏仁核、伏隔核、內(nèi)嗅皮層、海馬、前扣帶回、眶額葉，通過這些區(qū)域進(jìn)行中介，參與到動機(jī)、執(zhí)行、社會、自我意識等過程 (Namkung et al., 2017; Martin P. Paulus, Stewart, & Haase, 2013)。藥物的內(nèi)感受效應(yīng)往往被表征為一種因達(dá)成內(nèi)穩(wěn)態(tài)目標(biāo)而產(chǎn)生的愉悅感受，其可作為獎賞的一部分，并進(jìn)而強(qiáng)化藥物的使用。其中，后腦島表征快樂體驗(yàn)中的內(nèi)感受刺激，而前腦島，尤其是右側(cè)前腦島，當(dāng)面臨來自自身或外界的感受刺激時，從記憶中提取這些內(nèi)感受的表征，然后將它們保持在心中，這體現(xiàn)在當(dāng)刺激來臨之前，右側(cè)前腦島預(yù)先激活，對刺激產(chǎn)生預(yù)感(Droutman et al., 2015; Naqvi et al., 2014)。這些證據(jù)證明了前腦島所具有的回憶和保持表征的功能。

圖 2 研究框架2.3 研究創(chuàng)新點(diǎn)與研究意義（1）本研究基于較為優(yōu)化的彌散成像技術(shù)，并結(jié)合最新的基于白質(zhì)纖維追蹤的腦區(qū)分割技術(shù)，在更大的樣本上試圖對腦島這一具有功能和結(jié)構(gòu)異質(zhì)性的區(qū)域進(jìn)行較為準(zhǔn)確的分割�？朔饲叭擞捎诔上褓|(zhì)量和處理技術(shù)可能出現(xiàn)的交叉纖維無法識別、由于被試樣本量小而導(dǎo)致的個體差異變化較大等缺點(diǎn)，盡可能地改善當(dāng)前領(lǐng)域中相關(guān)研究的不足，以更清晰地闡明腦島各個亞區(qū)的結(jié)構(gòu)連接異質(zhì)性以及可能的功能組織性。（2）據(jù)我們所知，，在有關(guān)腦島在成癮中的異常或病變這一領(lǐng)域，本研究是第一項探究和揭示腦島不同亞區(qū)與全腦的白質(zhì)纖維連接在成癮（更謹(jǐn)慎而言，是類成癮）個體中的潛在異常的研究，在一定程度上地彌補(bǔ)了當(dāng)前領(lǐng)域的空白，為未來進(jìn)一步研究各類成癮個體的腦島結(jié)構(gòu)連接異常和病變打下基礎(chǔ)，也有助于應(yīng)用到臨床研究中，開發(fā)基于腦的干預(yù)方法，以完善成癮患者的干預(yù)與治療機(jī)制。
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：B845.4

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