甜味覺及咸味覺在大腦皮質(zhì)投射區(qū)的功能性磁共振成像研究.pdf

1、味覺是口腔特有的生理功能之一，口腔內(nèi)味覺感受器所獲得的味覺信息，不但投射到大腦的皮層下中樞對(duì)攝食進(jìn)行調(diào)節(jié)，而且在大腦皮質(zhì)形成味的感知和識(shí)別，并進(jìn)而影響人類的情感和精神活動(dòng)。因此味覺功能與腦功能的聯(lián)系十分密切。 雖然傳統(tǒng)的神經(jīng)生理學(xué)及神經(jīng)解剖學(xué)，通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、微電極生理刺激、研究腦損傷病人等研究方法，已經(jīng)積累了關(guān)于味覺器官的構(gòu)造、味覺通路的解剖學(xué)構(gòu)筑、味覺信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)、基本味覺的分類等多方面大量的知識(shí)和理論，但是關(guān)于味覺的中樞調(diào)控機(jī)

2、制，至今仍不明了。造成這種情況的重要原因之一是以往的腦研究手段大多具有創(chuàng)傷性。近年來隨著無損傷腦功能成像技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)人腦的基本感覺功能已經(jīng)取得了許多新的認(rèn)識(shí)。但與視覺、聽覺、嗅覺等其他感覺相比，味覺腦功能方面的研究受到的重視相對(duì)較少，尤其國內(nèi)該領(lǐng)域的研究更是相對(duì)較少。 作為無損傷腦功能成像技術(shù)之一，功能性磁共振成像技術(shù)(fMRI)的出現(xiàn)及迅速發(fā)展是近年來認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究的一個(gè)里程碑事件。與其他腦功能成像技術(shù)相比，fMRI-

3、BOLD的優(yōu)點(diǎn)是非侵害性、全腦可視性、一次成像可同時(shí)獲得解剖與功能影像，時(shí)間分辨率較高，空間分辨率也可以達(dá)到0.5-2mm。目前該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于感覺、運(yùn)動(dòng)及高級(jí)認(rèn)知活動(dòng)的腦研究之中。國外已有一些學(xué)者將fMRI-BOLD技術(shù)應(yīng)用于味覺研究，以解決味覺的大腦中樞定位等問題，但所得到的結(jié)果不盡一致，還有待于進(jìn)一步的研究；2004年國內(nèi)已有研究者采用PET進(jìn)行甜味覺的大腦皮質(zhì)定位，但至今未見味覺相關(guān)的功能性磁共振成像研究報(bào)道。此外，近年來，功

4、能性磁共振成像研究在方法學(xué)上的一個(gè)突出進(jìn)展就是事件相關(guān)設(shè)計(jì)(ERD)的不斷發(fā)展及其廣泛運(yùn)用。同傳統(tǒng)的區(qū)塊設(shè)計(jì)相比，事件相關(guān)設(shè)計(jì)在靈活安排實(shí)驗(yàn)刺激等方面具有很明顯的方法學(xué)優(yōu)勢(shì)，從而在fMRI的研究中得到了日益廣泛的運(yùn)用，并產(chǎn)生了很多具有重要意義的發(fā)現(xiàn)。然而目前國外應(yīng)用fMRI技術(shù)對(duì)味覺腦功能所進(jìn)行的相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究多采用組塊設(shè)計(jì)，其結(jié)果往往受策略性、注意定勢(shì)、練習(xí)效應(yīng)等的干擾。 本課題應(yīng)用功能性磁共振成像技術(shù)(fMRI)，并采用先進(jìn)的

5、事件相關(guān)設(shè)計(jì)，對(duì)甜及咸等基本味覺刺激時(shí)的腦功能狀態(tài)進(jìn)行研究。為方便理解及闡述，將實(shí)驗(yàn)分為三部分： 實(shí)驗(yàn)第一部分甜味覺大腦皮層投射的功能性磁共振成像目的：研究甜味覺刺激時(shí)的腦激活區(qū)的部位及特點(diǎn)，以揭示甜味覺在大腦的中樞定位及味覺功能與腦功能狀態(tài)、腦激活模式的關(guān)系。材料與方法：應(yīng)用fMRI技術(shù)，依照事件相關(guān)(event-related)設(shè)計(jì)，對(duì)11名健康志愿者在甜味覺及無味對(duì)照刺激下的腦功能活動(dòng)的情況進(jìn)行檢測(cè)。采集全腦血氧水平依賴(

6、BOLD)的fMRI掃描數(shù)據(jù)，用SPM99軟件包進(jìn)行t檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析，以獲取甜味刺激與無味對(duì)照刺激對(duì)比的腦功能圖像。結(jié)果：甜味覺的腦激活區(qū)包括雙側(cè)腦島及島蓋、右側(cè)前額皮質(zhì)、雙側(cè)扣帶回、雙側(cè)頂葉上部、雙側(cè)頂葉Wernic區(qū)、左側(cè)顳上回及左側(cè)中央前回運(yùn)動(dòng)前區(qū)等。其中激活最強(qiáng)的腦區(qū)在右側(cè)腦島及島蓋，激活范圍最大的區(qū)域在扣帶回。結(jié)論：1.甜味覺的皮層激活區(qū)除包括腦島及島蓋、前額皮質(zhì)等初級(jí)及二級(jí)味覺中樞外，還包括傳統(tǒng)理論認(rèn)為的非味覺中樞的腦區(qū)。2.

7、甜味覺在腦島及島蓋、前額皮質(zhì)等初級(jí)及二級(jí)味覺中樞的激活表現(xiàn)為右側(cè)較強(qiáng)的偏側(cè)優(yōu)勢(shì)。 實(shí)驗(yàn)第二部分咸味覺大腦皮層投射的功能磁共振成像目的：研究咸味覺刺激時(shí)的腦激活區(qū)的部位及特點(diǎn)，以揭示咸味覺在大腦的中樞定位及味覺功能與腦功能狀態(tài)、腦激活模式的關(guān)系。材料與方法：應(yīng)用fMRI技術(shù)，依照事件相關(guān)(event-related)設(shè)計(jì)，對(duì)11名健康志愿者在咸味覺及無味對(duì)照刺激下的腦功能活動(dòng)的情況進(jìn)行檢測(cè)。采集全腦血氧水平依賴(BOLD)的fMR

8、I掃描數(shù)據(jù)，用SPM99軟件包進(jìn)行t檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析，以獲取咸味刺激與無味對(duì)照刺激對(duì)比的腦功能圖像。結(jié)果：咸味覺的腦激活區(qū)域包括雙側(cè)腦島及島蓋、雙側(cè)扣帶回、屏狀核及左側(cè)中央前回運(yùn)動(dòng)前區(qū)等。其中激活最強(qiáng)的腦區(qū)在右側(cè)腦島及島蓋部(BA44)，激活范圍最大的區(qū)域在扣帶回。結(jié)論：1.咸味覺的皮層激活區(qū)包括腦島及島蓋的初級(jí)味覺中樞，但不包括前額皮質(zhì)的二級(jí)味覺中樞。2.咸味覺引第3麗起傳統(tǒng)理論認(rèn)為的非味覺中樞的腦區(qū)的激活。3.咸味覺在腦島及島蓋的初級(jí)味

9、覺中樞的激活表現(xiàn)為右側(cè)略強(qiáng)的偏側(cè)優(yōu)勢(shì)。 實(shí)驗(yàn)第三部分甜味覺與咸味覺大腦皮層投射區(qū)比較的功能磁共振成像研究目的：對(duì)比甜味覺及咸味覺刺激時(shí)的腦激活區(qū)的部位及特點(diǎn)，以期進(jìn)一步揭示兩種基本味覺在大腦的中樞定位及味覺功能與腦功能狀態(tài)、腦激活模式的關(guān)系。材料與方法：應(yīng)用fMRI技術(shù)，依照事件相關(guān)(event-related)設(shè)計(jì)，對(duì)11名健康志愿者在甜、咸味覺及無味對(duì)照刺激下的腦功能活動(dòng)的情況進(jìn)行檢測(cè)。采集全腦血氧水平依賴(BOLD)的fM

10、RI掃描數(shù)據(jù)，用SPM99軟件包進(jìn)行t檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析，以獲取甜味覺咸味覺的腦功能圖像，并對(duì)兩者進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果：兩種味覺均在雙側(cè)腦島及島蓋、雙側(cè)扣帶回及左側(cè)中央前回運(yùn)動(dòng)前區(qū)等區(qū)引起激活。左側(cè)前額皮質(zhì)僅被甜味覺激活，此外，雙側(cè)頂葉上部、雙側(cè)頂葉Wernic區(qū)、左側(cè)顳上回等也僅在甜味覺中激活。屏狀核僅被咸味覺激活。兩者激活最強(qiáng)的腦區(qū)均在右側(cè)腦島及島蓋，激活范圍最大的區(qū)域均在扣帶回.結(jié)論：1.基本味覺中的甜味覺及咸味覺的腦功能狀態(tài)存在差異，甜味覺

11、時(shí)大腦總體激活的范圍大于咸味覺。2.在初級(jí)味覺中樞腦島及島蓋甜味覺及咸味覺均有激活，但激活區(qū)域位置不同。并且甜味覺激活程度更3.二級(jí)味覺中樞的前額皮質(zhì)，甜味覺有激活區(qū)，咸味覺則沒有。4.甜味覺及咸味覺激活范圍最大的腦區(qū)均出現(xiàn)在扣帶回，兩者在該區(qū)的相關(guān)腦區(qū)位置不同，提示該區(qū)與味覺的中樞機(jī)制關(guān)系密切。5.甜味覺及咸味覺均發(fā)現(xiàn)了一些傳統(tǒng)理論認(rèn)為的味覺中樞以外的區(qū)域的激活，此類激活區(qū)方面兩者之間也存在一定差別。 味覺障礙是臨床常見的主訴