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第一部分:正常人脑皮层形态结构与微结构关系的磁共振成像研究目的:利用磁共振高分辨率结构成像(Magnetic resonance high-resolution structural imaging,3DT1WI)及神经突密度及离散度成像(neurite orientation dispersion and density imaging,NODDI)技术研究正常大脑皮层结构的内在关系,包括皮层形态结构与微结构间的关系、皮层形态结构的内在联系。研究方法:研究选取55名22-28岁健康志愿者,行高分辨3DT1WI结构像及NODDI弥散像的扫描,选择Desikan-Killiany脑模板标记的左半球34个皮层脑区作为感兴趣区(ROI),用Freesurfer软件对高分辨率结构图像进行基于表面的形态结构参数提取,包括皮层厚度(cortical thick,CT)、皮层表面积(cortex surface area,CA)、皮层体积(cortical volunm,CV)、脑回指数(grification index,GI),固有曲率(intrinsic curvature index,IC)、平均曲率(cortex mean curvature,CC)采用基于皮层表面提取个体水平ROI中值的方法提取皮层脑区NODDI微结构参数,包括神经突内体积分数或神经突密度(intracellular volume fraction/Neurite density imaging,Vic/NDI)、神经突外体积分数(entracellular volume fraction,Vec)、各向同性体积分数或脑脊液体积分数(isotropic volume fraction,Viso)、神经突方向分散度(orientation dispersion index,ODI),通过偏相关及双变量相关分析皮层形态结构参数间及其与微观结构参数的相关性。结果:1、各脑区的皮层微构参数(Vic、Vec、Viso、ODI)与皮层形态结构参数(IC、CC、GI、CT、CA、CV)间的相关系数均无统计学意义;2、大部分脑区IC与GI、CC、CA、CV间有较强的正相关关系,其中IC与GI间表现为正向强相关,在大部分脑区CV与CA、CT、GI间有较强的相关关系,其中CA与GI、CV在每个脑区均为正向强相关,CC与GI在大部分脑区有较强正相关性,CT与CA、CC、GI、IC在少数几个脑区内有相关性,大部分脑区内无相关关系。结论:在Desikan-Killiany半脑皮层34分区水平上:1、皮层微结构与皮层形态结构间可能无直接联系,因此不能通过形态结构推断微结构的变化。2、皮层表面切向膨胀(CA表征)及差异性膨胀(IC表征)与皮层折叠(GI)关系密切(正相关),差异性膨胀(IC)也是影响脑回形态(CC)的重要因素,皮层厚度及表面积是相互独立的,皮层体积主要受表面积影响。各脑区具有统一性又有差异性,可能是神经元集群或脑区在空间排列、分布相互影响有关,也可能与不同脑区执行不同的功能的结构变化有关。第二部分:正常人脑听觉及语言相关脑区形态结构与微结构的偏侧性研究目的:目前研究发现人类大脑半球在功能及结构上都有不对称,本研究利用高分辨率3DT1WI及NODDI在不同尺度水平上对正常人大脑听觉及语言相关脑区皮层结构的偏侧性进行研究。研究方法:对50例惯用右手的健康志愿者行3DT1WI结构图像及NODDI弥散图像扫描,选择Desikan-Killiany脑模板中语言及听觉相关的9个脑区作为感兴趣区(ROI):额中回后部、额下回岛盖部、额下回三角部、缘上回、角回、脑岛、颞横回、颞上回后部,应用Freesurfer软件进行表面重建后提取IC、CC、GI等形态指标,运用基于皮层表面提取个体水平ROI中值的方法提取NODDI中的Vic、Vec、Viso、ODI微结构指标,比较每个ROI左右两侧形态结构指标和微结构指标和偏侧化指数(LI),用配对t检验及单样本t检验分析偏侧化情况。结果:双侧额中回后部的微结构指标不存在差异,形态指标IC、CA、CV及GI左侧大于右侧;双侧角回的微结构指标中仅显示右侧ODI大于左侧,而形态指标则有IC、CA、CV、CT、GI右侧大于左侧;双侧额下回岛盖部的微结构指标双侧差异无统计学意义,而形态指标则有CA、CT、CV左侧大于右侧;双侧额下回三角部的微结构指标差异无统计学意义,形态指标则有IC、GI、CA、CV、CC右侧大于左侧,而CT则为左侧大于右侧;双侧缘上回的微结构只有Vic右侧大于左侧,而形态指标IC、CC、CA、CV则左侧大于右侧;脑岛的微结构指标Viso右侧大于左侧,形态指标IC、CC右侧大于左侧;双侧颞上回后部微结构指标差异无统计学意义,形态指标CA左侧大于右侧,而CT则右侧大于左侧;双侧颞横回的微结构指标则有Vec左侧大于右侧,形态指标CA、CV左侧大于右侧;双侧颞上回微结构差异无统计学意义,形态结构CV、CA左侧大于右侧有统计学意义。结论:在Desikan-Killiany半脑皮层34分区水平上,语言相关脑区角回的ODI、缘上回的Vic、岛叶的Viso可能为右侧化不对称,皮层形态结构的不对称性各脑区存在差异,额中回后部、额下回岛盖部、缘上回及颞上回后部主要呈左侧化不对称,角回、额下回三角部及脑岛呈右侧化不对称;听觉相关脑区颞横回Vec可能为左侧化不对称,形态结构(CV、CA)均为左侧化不对称。