應(yīng)用功能磁共振研究性別間計算活動的差異及腦功能基礎(chǔ).pdf

1、目的：應(yīng)用功能磁共振(functional MRI,fMRI)研究性別間數(shù)學(xué)活動的行為學(xué)差異及腦功能基礎(chǔ). 資料和方法：20名年輕右利手正常志愿者(男女各10名)參加實驗,年齡21～24歲,平均年齡22.4±0.8歲.實驗采用組塊設(shè)計的方法,實驗任務(wù)有三項,分別是數(shù)字辨認(rèn)、一位數(shù)簡單加法和二位數(shù)復(fù)雜加法.數(shù)字辨認(rèn)內(nèi)容為每個數(shù)為一位或兩位數(shù)的數(shù)字,如"90 32 2".當(dāng)三個數(shù)字中包含至少一個"0"時,要求被試學(xué)生按左鍵,如果沒有

2、"0"時按右鍵;簡單加法的內(nèi)容為加數(shù)和結(jié)果都為小于或等于5的隨機(jī)一位數(shù),如"1+3=5",所有加數(shù)和結(jié)果均不出現(xiàn)"0".實驗要求被試學(xué)生判斷答案是否正確,答案正確時按左鍵,錯誤時按右鍵;復(fù)雜計算的加數(shù)和結(jié)果為隨機(jī)的兩位數(shù),如"15+71=86",結(jié)果沒有進(jìn)位,所有加數(shù)和結(jié)果的個位數(shù)均不出現(xiàn)"0".實驗要求被試學(xué)生判斷回答的形式同簡單加法.數(shù)字辨認(rèn)和簡單加法的每道題目呈現(xiàn)時間為2000ms,10道題目組成一個組塊,重復(fù)兩次;復(fù)雜計算每道題

3、目呈現(xiàn)時間為4000ms,8道題目組成一個組塊,重復(fù)兩次.每個組塊任務(wù)之間及任務(wù)結(jié)束后設(shè)定20秒休息時間.行為學(xué)數(shù)據(jù)用社會科學(xué)統(tǒng)計軟件包(Statistical Package for the Social Sciences,SPSS)13.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行分析,比較男女性別之間在處理上述三個數(shù)學(xué)計算問題時的反應(yīng)時間和正確率,應(yīng)用AFNI(Analysis of Functional Neuroimages,AFNI)軟件分析被試學(xué)生在數(shù)

4、學(xué)計算活動中腦區(qū)的激活結(jié)構(gòu),并比較在執(zhí)行三個任務(wù)時男女兩個性別組之間的腦區(qū)激活差異. 結(jié)果：行為學(xué)結(jié)果分析顯示男、女性兩組被試學(xué)生在處理數(shù)字辨認(rèn)問題時的反應(yīng)時間分別為649.33ms和727.83ms,正確率男性是95.7﹪,女性是95.8﹪;男、女性兩組被試學(xué)生在處理簡單加法問題時的反應(yīng)時間分別為834.65ms和874.52ms,正確率男性是90.4﹪,女性是90.6﹪;男、女性兩組被試學(xué)生在處理復(fù)雜加法問題時的反應(yīng)時間分別

5、為1737.28ms和1867.70ms,正確率男性是88.5﹪,女性是92.6﹪.男女兩組被試學(xué)生在數(shù)字和簡單加法上的反應(yīng)時間和正確率均無統(tǒng)計學(xué)差異;在復(fù)雜加法上的反應(yīng)時間和正確率有統(tǒng)計學(xué)差異. 腦功能分析(AFNI)結(jié)果分析顯示,在執(zhí)行數(shù)字辨認(rèn)任務(wù)上,男、女性組額葉、頂葉激活腦區(qū)均以左側(cè)為主.額葉主要差異在額葉內(nèi)側(cè)激活腦區(qū),男性組的激活體素為4779mm<'3>,女性組的激活體素為1944mm<'3>.在頂葉,主要差異在中央

6、后回連接到頂下小葉的激活腦區(qū)和左側(cè)楔前葉腦區(qū),男性組的激活強(qiáng)度均為F=7,體素分別為20682mm<'3>和2457mm<'3>;女性組類似部位激活強(qiáng)度均為F=5,體素分別為2187mm<'3>和513mm<'3>. 在執(zhí)行簡單加法任務(wù)時,在左側(cè)額葉上男性有一個額上回連接到兩側(cè)額葉內(nèi)側(cè)的激活,體素為4212mm<'3>,強(qiáng)度為F=8;女性在額葉上沒有激活.男性在左側(cè)額一頂葉交界的部位有一個21708mm<'3>的腦區(qū)激活,包括了

7、中央前、后回和頂下小葉,強(qiáng)度為F=7;女性類似腦區(qū)頂下小葉區(qū),激活體素2530mm<'3>,強(qiáng)度為F=5.兩性均有左側(cè)楔前葉的激活,而男性尚有右側(cè)楔前葉的激活. 在復(fù)雜加法上,女性以左側(cè)腦區(qū)激活為主,男性以右側(cè)為主;在額葉上女性幾乎所有部位均有激活,包括背外側(cè)的左額上回,兩側(cè)額中回,額下回,額葉內(nèi)側(cè)上部和前部,額葉前下部和眶額葉部,還向后與中央前回相連.男性則包括右側(cè)背外側(cè)額上回前部,右側(cè)額中回前部及內(nèi)側(cè),左側(cè)額下回,左側(cè)額葉內(nèi)

8、側(cè). 頂葉上也是女性以左側(cè)腦區(qū)激活為主,男性以右側(cè)腦區(qū)激活為主.女性主要是兩側(cè)楔前葉,左側(cè)頂下小葉激活,其他還有右側(cè)頂上小葉,左側(cè)中央后回等,其中左側(cè)楔前葉激活最為明顯,并且向下與楔葉相連,體素為11383mm<'3>,強(qiáng)度為F=7;男性則是以右側(cè)頂上小葉和右側(cè)頂內(nèi)溝為中心的腦區(qū)激活明顯,包括右側(cè)頂上小葉,楔前葉,緣上回,向后下與枕葉激活區(qū)相連,激活體素為7206 mill.,強(qiáng)度為F=8.另外還有右側(cè)中央后回激活.在顳葉上男性