高功能孤独障碍儿童抑制功能的脑近红外成像研究(2)
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1.2.6 数据处理
采用NIRS brain imager软件,得到实验期间大脑前额叶区域血红蛋白浓度相对变化数值。为了提高信噪比,参照NIRS同类研究处理方法,对16个通道的原始信号进行自动软阈值小波滤波[13]。在每一任务条件下血红蛋白水平的平均变化,与任务前的基线水平变化相减(任务和基线前5秒信号排除),所得数据用于统计学处理。
1.2.7 统计方法
采用SPSS 16.0统计软件进行统计分析,计量资料数据以均数±标准差(x±s)表示,两组均数的比较采用单因素方差分析。
2 结 果
2.1 两组儿童行为学数据比较
行为学数据表明,HFA组患儿在误按数[(6.03±4.82)vs.(2.84±1.61),F=7.76,P=0.008]和反映执行抑制任务的OX反应时[(564.55±124.90)vs.(473.63±45.63),F=9.29,P=0.004]方面均大于对照组。以IQ为协变量进行协方差分析显示,HFA组在OX反应时方面仍大于对照组(F=4.63,P=0.036);以年龄为协变量进行协方差分析显示,HFA组在误按数(F=7.63,P=0.008)及OX反应时(F=11.58,P=0.001)方面仍大于对照组(表1)。
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2.2两组儿童前额叶含氧血红蛋白含量比较
双侧前额叶总含氧血红蛋白含量结果显示,HFA组与对照组儿童在执行反应任务[(0.31±0.50)10-2×a.u vs.(0.27±0.39)10-2×a.u,F=0.11,P=0.739)]和不反应任务[(0.30±0.45)10-2×a.u vs.(0.21±0.19)10-2×a.u,F=0.79,P=0.378]时双侧前额叶总的含氧血红蛋白含量无统计学差异(P>0.05)。以IQ、年龄为协变量进行协变量方差分析后同样显示两组无统计学差异(P>0.05)。
把位于左侧前额叶的第1、2、3、4、5、6、11、12通道与位于右侧前额叶的第7、8、9、10、13、14、15、16通道所测得的两组儿童含氧血红蛋白含量相比较,结果显示:执行反应任务时,HFA组儿童右侧前额叶含氧血红蛋白激活量低于对照组[(-0.23±0.43)10-2×a.u vs.(0.09±0.38)10-2×a.u,F=6.99,P=0.011];执行不反应任务时,HFA组儿童右侧前额叶的含氧血红蛋白含量低于对照组[(-0.34±0.45)10-2×a.u vs.(0.15±0.69)10-2×a.u,F=9.66,P=0.003 ],左侧前额叶的含氧血红蛋白含量高于对照组[(0.64±0.71)10-2×a.u vs.(0.06±0.69)10-2×a.u,F=8.31,P=0.006]。分别控制IQ、年龄后进行协变量方差分析显示,上述结果仍具有统计学差异(P<0.05)(表2)。
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3 讨 论
对于孤独障碍患者是否存在抑制功能缺陷是学者们一直以来争论的焦点。一些研究认为孤独障碍并不存在反应抑制功能缺陷[14-16]。而Nena [17]和Christ等人[18]研究表明孤独障碍儿童在抑制功能方面是有缺陷的。本研究结果发现, HFA组儿童在执行反应/不反应任务中比对照组犯了更多的错误,同时执行抑制任务时的反应时也长于对照组儿童。控制智商、年龄因素后,HFA组儿童执行抑制任务的反应时仍大于对照组。因此,排除智商、年龄的影响,本研究行为学结果表明HFA儿童存在抑制功能缺陷。 本研究采用的近红外成像技术显示HFA儿童在执行不反应任务时,右侧前额叶含氧血红蛋白激活量较正常儿童减少,而左侧前额叶的含氧血红蛋白较正常组增多。Aron等人[4-5]等人研究发现右下侧前额叶损伤越严重,表现出更差的反应抑制行为。由此可见,孤独障碍儿童在执行抑制任务时左侧前额叶皮质区激活增加,而右侧前额叶皮质区激活减少,该区域的血氧含量降低,从而使孤独障碍儿童在执行抑制任务时表现出一定的困难。这一结果与采用其他脑成像技术的研究结果基本一致。Schmitz等人[19]采用fMRI研究孤独障碍反应抑制功能的研究中发现,孤独障碍患者在执行抑制任务期间仅有位于左侧的下部和眶额部皮层有激活,而右侧前额叶区域未见激活。后来,Kanaa等人[20]同样应用fMRI的研究结果也有类似发现,说明采用NIRS技术研究孤独障碍抑制功能的大脑血液动力学的可行性。
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根据NIRS技术指标的相关研究表明,含氧血红蛋白能更好地反映血容量的变化情况,并且它的信号幅度变化比去氧血红蛋白更敏感,在几秒钟之后就可以使血红蛋白达到一个快速而稳定得状态,而且在信噪比方面也优于去氧血红蛋白[21]。因此,本研究参照国内外同类研究,只选取了含氧血红蛋白作为主要分析指标。
本研究首次将NIRS技术应用到孤独障碍领域的研究,为孤独障碍的临床研究提供了新的途径。NIRS技术相比fMRI和PET操作简单,对人体没有损伤性,并可进行重复实验,因此这一技术在对儿童认知神经功能检测领域具有良好的发展前景。但该技术也存在空间分辨率低,穿透深度只有2 cm~3 cm,易受脑组织外(如头皮、颅骨和脑脊液等)信号的干扰等不足之处[22],因而影响研究结果的精确性。此外,本研究存在样本量相对较小,两组被试的智商不完全匹配等问题,使得本研究的结果具有一定的局限性。
参考文献
[1]McAlonan GM,Cheung V,Cheung C,et al.Mapping the Brain in Autism:A Voxel-Based MRI Study of Volumetric Differences and Intercorrelations in Autism [J].Brain,2005,128:268-276.
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[2]Dawson G,Webb S,SchellenbergGD,et al.Defining the broader phenotype of autism:Genetic,brain,and behavioral perspectives[J].Dev Psychopathol,2008,14:581-611.
[3]Shafritz KM,Dichter GS,Baranek GT,et al.The Neural Circuitry Mediating Shifts in Behavioral Response and Cognitive Set in Autism [J].Biol Psychiatry,2008 ,63(10):974-980.
[4]Aron AR,Robbins TW,Poldrack RA.Inhibition and the right inferior frontal cortex [J].Trends Cognit Sci,2004,8(4):170-177.
[5]Konishi S,Nakajima K,Uchida I,et al.Common inhibitory mechanism in human inferior prefrontal cortex revealed by event-ralated functional MRI [J].Brain,1999,122:981-991., 百拇医药(苏艳丽 柯晓燕 潘恒足 杨宏宇 洪珊珊 杭跃跃 肖 婷 储康康)