【摘要】：目的運(yùn)用靜息態(tài)功能磁共振成像技術(shù)探討(1)不同時長睡眠剝奪對中樞神經(jīng)系統(tǒng)局部一致性的影響;(2)睡眠剝奪對健康成人學(xué)習(xí)記憶能力的影響及其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機(jī)制。方法研究采用自身前后對照的實驗設(shè)計,46名健康受試自愿參與本實驗。實驗分兩次進(jìn)行:(1)28名健康受試分別于正常睡眠狀態(tài)下、24 h及36 h睡眠剝奪后進(jìn)行靜息態(tài)功能磁共振成像掃描。采用局部一致性的分析方法,再以統(tǒng)計參數(shù)圖(SPM8)軟件進(jìn)行單因素方差分析及配對T檢驗,設(shè)對比差異有統(tǒng)計學(xué)意義(錯誤發(fā)現(xiàn)率(False discovery rate,FDR)校正,P0.001,體素范圍(K值)20,比較不同時長睡眠剝奪后全腦局部一致性的變化情況。(2)采集18名健康成年男性正常睡眠狀態(tài)后及36 h完全睡眠剝奪后靜息態(tài)功能磁共振數(shù)據(jù),利用REST軟件件自動化解剖標(biāo)記模板,選取雙側(cè)海馬為種子點并做全腦功能連接,再以SPM 8軟件進(jìn)行配對T檢驗,比較睡眠剝奪前后雙側(cè)海馬種子點與全腦功能連接的變化情況,最后將功能連接顯著的腦區(qū)與韋氏記憶量表的記憶商差值(睡眠剝奪后-正常睡眠狀態(tài))做相關(guān)分析。結(jié)果(1)與正常睡眠狀態(tài)后對比,24 h睡眠剝奪后全腦局部一致性顯著升高的腦區(qū)為:右側(cè)梭狀回、額中回、顳中回及左側(cè)丘腦和島葉,其中以右側(cè)額中回升高最顯著;顯著降低的腦區(qū)為:右側(cè)楔前葉、額上回、緣上回及左側(cè)額中回、中央后回、角回,其中以左側(cè)中央后回降低最顯著。另外與24 h睡眠剝奪組相比,36 h睡眠剝奪后全腦Re Ho顯著升高的腦區(qū)為:雙側(cè)丘腦、右側(cè)顳葉、海馬旁回及左側(cè)額中回;Re Ho顯著降低的腦區(qū)為:雙側(cè)額中回、中央后回、左側(cè)楔前葉、枕中回及右側(cè)額上回和補(bǔ)充運(yùn)動中樞。(2)與睡眠剝奪前對比,36 h睡眠剝奪后:雙側(cè)海馬種子點主要與右側(cè)后扣帶回皮質(zhì)呈顯著正功能連接;與雙側(cè)中央后回呈顯著負(fù)功能連接。與睡眠剝奪前相比,韋氏記憶量表的記憶商顯著降低;行功能連接與韋氏記憶量表的記憶商差值相關(guān)分析顯示:雙側(cè)海馬種子點與右側(cè)后扣帶回皮質(zhì)間功能連接與韋氏記憶量表的記憶商差值之間呈負(fù)相關(guān)(左側(cè):r=-0.463,P=0.015;右側(cè):r=-0.546,P=0.003)。結(jié)論(1)睡眠剝奪能引起廣泛的腦區(qū)活動異常,主要集中在雙側(cè)額葉、丘腦、左側(cè)顳葉及相關(guān)運(yùn)動功能區(qū)。并且與睡眠剝奪時長有密切聯(lián)系,隨著睡眠剝奪時間延長,相應(yīng)腦功能區(qū)的變化越顯著。(2)36 h睡眠剝奪可影響健康成人的學(xué)習(xí)記憶能力。與正常睡眠狀態(tài)相比,睡眠剝奪對雙側(cè)海馬功能連接存在顯著影響,主要表現(xiàn)為與右側(cè)后扣帶回皮質(zhì)間功能連接顯著上升,而與雙側(cè)中央后回間功能連接顯著下降;其中前者可能是睡眠剝奪后學(xué)習(xí)記憶能力調(diào)控方面的重要神經(jīng)機(jī)制。
[Abstract]:Objective to investigate the effects of sleep deprivation on the local consistency of central nervous system (CNS) and the effects of sleep deprivation on learning and memory ability of healthy adults and its neural network mechanism using resting functional magnetic resonance imaging (fMRI). Methods 46 healthy subjects volunteered to participate in the experiment. The experiment was divided into two stages: (1) 28 healthy subjects were subjected to resting functional magnetic resonance imaging (fMRI) after sleep deprivation for 24 h and 36 h, respectively. Using the method of local consistency analysis, single factor analysis of variance (ANOVA) and paired T test were performed with statistical parameter map (SPM8) software. The statistical difference was corrected by error detection rate (False discovery rate,FDR) (P0.001). (2) 18 healthy adult men were collected after normal sleep state and 36 hours after complete sleep deprivation and rest state functional magnetic resonance imaging (fMRI) data were collected. Using the automatic anatomical marker template of REST software, the bilateral hippocampus was selected as seed point and the whole brain functional connection was made. Then SPM 8 software was used to carry out paired T test to compare the changes of bilateral hippocampal seed points and whole brain functional connections before and after sleep deprivation. Finally, the difference of memory quotient of Wechsler memory scale (post-sleep deprivation-normal sleep state) was analyzed. Results (1) compared with the normal sleep state, the local consistency of the whole brain increased significantly after 24 h sleep deprivation: right fusiform gyrus, middle frontal gyrus, middle temporal gyrus and left thalamus and insular lobe, among which the right middle frontal gyrus was the most significant. In the right precuneal gyrus, superior frontal gyrus, supramarginal gyrus and left middle frontal gyrus, posterior central gyrus and angular gyrus, the left posterior central gyrus was the most significant. In addition, compared with the 24 h sleep deprivation group, the brain regions with significantly increased global Re Ho after 36 h sleep deprivation were bilateral thalamus, right temporal lobe, para-hippocampal gyrus and left middle frontal gyrus. Re Ho decreased significantly in bilateral middle frontal gyrus, posterior central gyrus, left prewedge lobe, middle occipital gyrus and right superior frontal gyrus and supplementary motor center. After 36 h sleep deprivation, the bilateral hippocampal seed points were significantly positively connected with the right posterior cingulate cortex. There was significant negative functional connection with bilateral postcentral gyrus. The memory quotient of Wechsler memory scale was significantly lower than that before sleep deprivation. Correlation analysis between functional junction and memory quotient difference of Wechsler memory scale showed that there was a negative correlation between bilateral hippocampal seed points and right posterior cingulate cortex and memory quotient difference of Wechsler memory scale (left: r-0.463. P0. 015; Right side: r-0.546P0. 003). Conclusion (1) Sleep deprivation can cause extensive abnormality of brain activity, mainly in bilateral frontal lobe, thalamus, left temporal lobe and related motor function area. With the prolongation of sleep deprivation time, the changes of corresponding brain functional areas were more significant. (2) 36 h sleep deprivation could affect the learning and memory ability of healthy adults. Compared with normal sleep state, sleep deprivation had a significant effect on bilateral hippocampal functional junction, mainly in the right posterior cingulate cortex and bilateral posterior cingulate cortex, but decreased significantly with bilateral posterior central gyrus. The former may play an important role in the regulation of learning and memory after sleep deprivation.
【學(xué)位授予單位】：安徽醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R445.2;R740

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本文編號：2333850