基于连接模式的Wernicke区跨文化脑图谱研究

论文摘要

语言是人类用于沟通交流的主要媒介。以往的神经影像研究已经证实了不同文化背景下语言区的解剖结构和功能的差异。而脑图谱的发展为研究人类语言功能区的定位,构建更精确的语言神经环路和探索不同文化背景语言的神经机制提供了新的思路。已经有研究探讨了Broca区在不同文化背景人群中分区模式以及连接模式的一致性和特异性。本文主要探讨传统语言区Wernicke区在不同文化背景下的分区模式和连接模式的普遍性和差异性。首先,本研究基于解剖连接的脑区分割方法探究了跨文化背景人群的Wernicke区的分区一致性和特异性,并基于荟萃分析对每个子区进行功能定位,进一步通过层次聚类研究子区的模块化结构。其次,基于所分的的子区,本研究探讨跨文化背景对子区功能连接的影响;一方面执行子区的全脑功能连接进行差异分析,另一方面提取116个语言相关脑区与子区间执行功能连接来补充验证全脑功能连接的结果。最后,本研究探讨两大传统语言区Wernicke区子区和Broca区子区之间的精细的功能连接和解剖连接模式在不同文化背景人群的特异性和普遍性。本研究揭示了跨文化人群的Wernicke区最优分区模式均为5类,具有高度跨文化一致的拓扑结构分区模式。而在之后的连接模式分析中,本研究发现了跨文化连接模式的差异性。对比亚洲人,美洲白种人子区1(颞横回上侧)与额中回、颞中回等呈现出特异性地功能连接;而子区1与双侧顶叶、楔前叶、左侧中央旁小叶、中央前回、右侧补充运动区的功能连接值,亚洲人要高于美洲白种人。子区2(颞横回下侧)与左侧额叶眶回、颞下回、梭状回、顶下小叶的功能连接值,亚洲人高于美洲白种人;但子区2与中央前回的连接,美洲白种人高于亚洲人。可能子区1与子区2参与到语言的不同的任务执行过程中,美洲白种人和亚洲人的参与度不同。与美洲白种人相比,亚洲人的子区3(颞平面)、子区4(顶上小叶和尾侧颞上回)、子区5(尾部颞中回上侧)具有很多特异性连接,暗示着子区3、子区4、子区5在亚洲人的语言加工处理网络中更加重要的作用。对比跨文化的传统语言区Wernicke子区和Broca子区的功能连接和解剖连接模式,本研究发现,不同文化背景人群间两个语言区子区之间的连接模式的差异,主要集中在语义处理模块、工作记忆和语法模块。本研究揭示了不同文化人群间Wernicke分区模式的一致性及其连接模式的特异性,推测这种特异性是文化背景的差异引起的脑区结构功能网络重组。

论文目录

摘要

abstract

第一章绪论

1.1 大脑语言加工网络

1.2 跨文化语言脑区加工机制的研究背景

1.3 磁共振成像及其研究方法

1.3.1 磁共振成像

1.3.2 弥散磁共振成像

1.3.3 基于弥散张量成像的概率跟踪

1.3.4 功能磁共振成像

1.3.5 基于静息态功能磁共振成像的功能连接

1.4 基于连接模式的大脑分区研究方法

1.4.1 基于解剖连接分区

1.4.2 基于功能连接分区

1.4.3 基于共激活连接分区

1.5 本论文的结构安排

第二章跨文化的Wernicke区分区研究

2.1 引言

2.2 数据信息

2.2.1 被试信息

2.2.2 弥散磁共振数据采集信息

2.3 弥散磁共振数据预处理

2.4 提取种子区

2.5 概率追踪

2.6 基于解剖连接的Wernicke区分区

2.6.1 聚类

2.6.2 确定分区类数

2.7 Wernicke子区行为分析

2.7.1 确定目标区

2.7.2 子区行为分析

2.8 子区间的模块化结构

2.9 研究结果

2.9.1 基于解剖连接模式的分区结果

2.9.2 分类数目选取结果

2.9.3 子区行为分析结果

2.9.4 子区间模块化结构

2.10 结果讨论

2.11 本章小结

第三章跨文化的Wernicke区子区功能连接模式研究

3.1 引言

3.2 数据信息

3.2.1 被试信息

3.2.2 磁共振数据采集信息

3.3 静息态磁共振成像数据预处理

3.4 提取种子点

3.4.1 提取Wernicke区子区

3.4.2 提取语言相关脑区作为感兴趣区

3.5 计算静息态功能连接及统计分析

3.5.1 全脑静息态功能连接

3.5.2 子区与语言区静息态功能连接

3.6 研究结果

3.6.1 全脑静息态连接模式

3.6.2 子区与语言区间静息态功能连接模式

3.7 结果讨论

3.7.1 全脑功能连接结果讨论

3.7.2 子区与语言区之间功能连接结果讨论

3.8 本章小结

第四章跨文化的Wernicke子区与Broca子区连接模式研究

4.1 引言

4.2 数据信息

4.2.1 被试信息

4.2.2 磁共振数据采集信息

4.3 数据预处理

4.3.1 静息态磁共振成像数据预处理

4.3.2 弥散张量磁共振成像数据预处理

4.4 提取种子点

4.4.1 提取Wernicke区子区

4.4.2 提取Broca区子区

4.5 计算静息态功能连接及统计分析

4.6 计算解剖连接及统计分析

4.7 研究结果

4.7.1 功能连接结果

4.7.2 解剖连接结果

4.8 结果讨论

4.9 本章小结

第五章全文总结与展望

5.1 全文总结

5.2 后续工作展望

致谢

参考文献

附录:116个感兴趣脑区及其MNI坐标

攻读硕士学位期间成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 袁心茹

导师: 蒋田仔

关键词: 跨文化,分区,静息态功能连接,解剖连接

来源: 电子科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,医药卫生科技

专业: 生物学,基础医学,临床医学

单位: 电子科技大学

分类号: R445.2;R338

总页数: 75

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