内容记忆和来源记忆的功能磁共振成像研究.pdf
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1、I t e mm e m o r ya n ds o u r c em e m o r y:a nf MR I s t u d y WANG M i n g - q u a n,Y UY o n g - q i a n g$,WANGK a i,WANG H a i - b a o,ZHANGC h e n g,WUJ i n - m i n (D e p r a t m e n t o fR a d i o l o g y,t h eF i r s tA f f i l i a t e dH o s p i t a l o fA n h u iM e d i c a lU n i v e r
2、 s i t y,H e f e i2 3 0 0 2 2,C h i n a) A b s t r a c t“O b j e c t i v e “T os t u d yb r a i na c t i v a t i o nc a u s e db y i t e mm e m o r ya n ds o u r c em e m o r y,a n dt ov e r i f y t h e f e a s i b i l i t yo f s i n g l ep r o c e s sa n dd u a l p r o c e s sm o d e l s .M e t h o
3、 d s “S i x t e e nn e u r o l o g i c a l l y i n t a c t r i g h t - h a n d e dn a t i v eC h i n e s e s p e a k e r sa g e d2 2 -2 6y e a r sw e r e i n v o l v e d i n t h i s s t u d y . 5 0 4h i g h - f r e l u e n c yC h i n e s ed o u b l e - c h a r a c t e rp h r a s e sw e r eu s e d .
4、T h e t a s k sw e r e s u b - d i v i d e d i n t of o u rk i n d si n c l u d i n gs t u d y,c o n t r o l,i t e m m e m o r ya n ds o u r c em e m o r y .P a r t i c i p a n t sw e r es c a n n e dd u r i n gp e r - f o r m a n c eo f t a s k sw i t ht h eo r d e r:s t u d y - t e s t - s t u d y
5、 - t e s t . T h e f MR I d a t aw e r e c o l l e c t e do naG E1. 5 TS i g n aH o r i z o nL XMR I s y s t e ma n da n a l y z e db ys t a t i s t i c a l p a r a m e t r i cm a p p i n gs o f t w a r e(S PM). R e s u l t s “B o t h i t e mm e m o r ya n ds o u r c em e m o r ya c - t i v a t e dm
6、 i d d l ep r e f r o n t a l c o r t e x(B A 6).H o w e v e r,i t e mm e m o r yw a sm o r e l i k e l yt oc a u s e t h ea c t i v a t i o no f r i g h tm i d d l ep r e - f r o n t a l c o r t e x(B A 4 6)a n dr i g h t h i p p o c a m p u s a n ds o u r c em e m o r y i sm o r e l i k e l y t oc
7、 a u s e t h e a c t i v a t i o no f l e f tm i d d l ep r e f r o n - t a l c o r t e x(B A 1 0)a n dl e f th i p p o c a m p u s . R e l a t i v e t o i t e m m e m o r y,g r e a t e ra c t i v a t i o nw a s f o u n d i na n t e r i o rc i n g u l a t ec o r t e x (B A 3 2/2 4) ,b i l a t e r a
8、l i n f e r i o rp r e f r o n t a l g y r u s(B A 4 4/4 5)a n dc e r e b e l l u md u r i n g t h e s o u r c em e m o r y . C o n c l u s i o n “B o t h i t e m m e m o r ya n ds o u r c em e m o r yc o u l dc a u s ea c t i v a t i o no fb i l a t e r a lm i d d l ep r e f r o n t a l c o r t e x
9、 . I t e m m e m o r yw a sm a i n l ya s s o c i a t e d w i t hr i g h tm i d d l ep r e f r o n t a lc o r t e x,w h i l es o u r c em e m o r yw a sm a i n l ya s s o c i a t e dw i t hl e f tm i d d l ep r e f r o n t a lc o r t e x . I t e m m e m o r ya t t r a c t e dr i g h th i p p o c a m
10、 p u sa c t i v i t y,s o u r c em e m o r ya t t r a c t e dl e f th i p p o c a m p u sa c t i v i t y . K e yw o r d s“C h i n e s ec h a r a c t e r;I t e m m e m o r y;S o u r c em e m o r y;M a g n e t i cr e s o n a n c e i m a g i n g,f u n c t i o n a l 内容记忆和来源记忆的功能磁共振成像研究 汪名权, 余永强$, 汪“凯, 王
11、海宝, 张“诚, 吴津民 ( 安徽医科大学第一附属医院放射科, 安徽 合肥“2 3 0 0 2 2) 摘“要“目的“研究内容记忆和来源记忆的脑区激活情况, 验证单加工和双加工模型的可靠性。方法“1 6位正常成人。 实验材料为5 0 4个高频的汉字双字词。任务分四种( 学习、 对照、 内容记忆和来源记忆任务) , 采用学习-任务-学习-任务设 计。利用G E1. 5 TS i g n aH o r i z o nL X成像系统采集脑部f MR I数据, 通过S PM 9 9软件对f MR I数据进行分析。结果“内 容记忆和来源记忆均引起双前额中回(B A 6) 激活。相对于来源记忆, 内容记忆较
12、多引起右前额中回(B A 4 6) 和右侧海马激 活; 相对于内容记忆, 来源记忆较多引起左前额额中回(B A 1 0) 和左侧海马激活。另在来源记忆中, 前扣带回(B A 3 2/2 4) , 双 前额叶下部(B A 4 4/4 5) 和小脑激活较内容记忆明显。结论“内容记忆和来源记忆均引起双前额中回激活, 但前者较多引起 右前额中回激活, 而后者较多引起左前额中回激活。内容记忆引起右侧海马激活, 而来源记忆引起左侧海马激活。 关键词“汉字;内容记忆;来源记忆;磁共振成像, 功能性 中图分类号“R 4 4 5. 2;3 3 8. 6 4“ 文献标识码“A“ 文章编号“1 0 0 3 - 3
13、2 8 9(2 0 0 6)0 1 - 0 0 2 2 - 0 5 基金项目本课题受国家自然科学基金资助(3 0 3 7 0 4 7 9,3 0 4 7 0 5 0 2) 。 作者简介汪名权(1 9 7 2-) , 男, 安徽巢湖人, 硕士, 主治医师。研究方 向: 神经影像。E - m a i l:w a n g m i n l u a n2 1 c n. c o m 通讯作者余永强, 安徽医科大学第一附属医院放射科,2 3 0 0 2 2。 E - m a i l:s h e n y u x i m a i l . h f . a h. c n 收稿日期2 0 0 5 - 0 9 - 1
14、3“ 修回日期2 0 0 5 - 1 1 - 0 6 “情景记忆包括内容记忆(i t e m m e m o r y,I M) 和来源记忆 ( s o u r c em e m o r y,S M) , 前者指对既往是否经历事件的记忆, 主要依赖熟悉度( 如记得曾经见过某人) ; 后者指对既往经历 事件的一些具体或细节性信息( 如事件发生时间、 位置、 事物 的颜色和形状等) 的记忆。内容记忆和来源记忆符合双加工 模型 1( 即前额叶参与来源记忆, 而海马参与内容记忆) 还是 符合单加工模型( 即前额叶和海马均参与内容记忆和来源记 忆, 仅参与来源记忆相对较多, 但二者之间的差别仅仅是数量 上
15、的, 而非质量上的) 目前仍然存在争议。国外利用E R P、 P E T和f MR I在这方面做了一定的工作, 一般认为, 内容记忆 较多引起右前额中回激活, 而来源记忆较多引起左前额中回 激活。但就海马是否参与来源记忆或内容记忆尚未达成共 识 2。本研究的主要目的是利用f MR I技术探讨前额叶和海 马在内容记忆和来源记忆时的脑区激活情况, 进一步验证单 加工模型和双加工模型的可靠性。 22 中国医学影像技术2 0 0 6年第2 2卷第1期“C h i nJM e dI m a g i n gT e c h n o l,2 0 0 6,V o l 2 2,N o1 1“资料与方法 1. 1一
16、般资料“1 6名健康成人, 男、 女各8人, 年龄2 22 6 岁, 平均2 3. 6岁。均右利手, 母语汉语, 中专以上学历。所有 被试视力( 或矫正后) 在1. 0以上。除外色盲、 神经、 精神和心 理疾患史。常规头颅MR I扫描无器质性病变。 1. 2实验材料“共5 0 4个汉字双字实物名词( 均为高频, 词 频)2 5次/百万) , 取自 现代汉语频率词典 或S n o d g r a s s - V a n d e r w a r t 2 6 0张实物图谱名称, 笔画范围为51 0画。 1. 3任务设计“采用区组设计, 共有3种回忆任务( 即对照、 内容记忆及来源记忆任务) 和1种学
17、习任务。每种任务均由 1个提示语( 最前面) 和1 6个汉字双字词组成( 共1 7个刺激 连续呈现, 每个3s, 共5 1s) 。每个学习任务后均紧跟一种回 忆任务。学习任务阶段(O) : 1 6个双字词( 红、 绿各半) , 被试 根据提示语要求记住每个汉字词及其颜色, 同时若词为红色 按左键, 绿色按右键。对照任务(A) : 所有词及其颜色同学习 任务, 被试只需看见红色按左键, 看见绿色按右键即可。内容 记忆任务(B) : 8个旧词( 与学习任务一样, 红、 绿各半) 和8个 新词( 红、 绿各半) ,被试要求看过的词按左键, 否则按右键。 来源记忆任务(C) : 所有词同学习任务, 但
18、均为黑色, 若学习 阶段为红色按左键, 绿色则按右键, 该任务难度最大。以上所 有词的大小、 复杂度、 熟悉度、 亮度和对比度均相同或相似。 本实验共7个序列, 1个用于实验前模拟培训,4个用于实验 分析, 采用O - A - O - B(C) - O - A - O - B(C) 设计( 内容记忆和来源 记忆任务各2个) , 2个用于干扰, 采用O - B(C)- O - A - O - C(B)- O - A设计, 目的是尽量保证被试在学习阶段记忆编码阶段相 同, 避免猜测。所有各种类( 如建筑、 水果类等) 汉字词均平均 分配到各序列, 各序列之间和序列内词的呈现顺序随机。序 列之间间隔
19、1 m i n, 间隔期间被试要求闭目, 心里不停地倒数 三个数( 如3*2*1) , 避免思维飘散。 1. 4数据获取“试验任务在G E1. 5 TS i g n aH o r i z o nL X磁 共振扫描仪下完成, 被试平静仰卧于扫描床。先沿平行A C - P C线进行矢状位结构像定位扫描, 然后扫描冠状位解剖结构 像( 3 D - S P G R) :T E3. 0m s,T R3 0m s, 翻转角3 5 ;F OV2 2 c m2 2c m; 矩阵2 5 62 5 6; 层厚1. 1mm; 层数1 1 21 1 6; N E X1; 功能像采用B O L D - E P I序列进
20、行单次激发全脑横断 位扫描:T E4 5m s;T R3 0 0 0m s; 翻转角9 0 ;F OV2 2c m2 2 c m; 矩阵6 46 4; 层厚4mm; 层距0. 2mm; 层数3 0;N E X 1 3 6, 每个序列总扫描时间为4 0 8s。行为学数据实时通过自 制改良鼠标输入呈现电脑。 1. 5 MR I数据分析“使用S PM 9 9软件, 首先进行图像调整 匹配, 头动校正, 再根据T a l a i r a c h人脑标准化图谱对其进行 空间标准化, 以2mm2mm2mm作为体积单元采样, 再 将标准化后的数据以高斯半高宽(FWHM6mm) 进行平滑处 理, 然后根据实验
21、设计对每个序列中的实验任务( 内容记忆任 务和来源记忆任务) 建立相应函数模型, 最后将相同任务的功 能数据进行叠加和平均, 分别得到内容记忆和来源记忆的脑 激活图。 1. 6数据统计分析“单个序列的脑区激活P 但内容记忆较多引起右前额叶背外侧(B A 4 6) 、 右 侧海马和右侧上顶叶(B A 7) 激活; 而来源记忆较多引起左前 额叶背外侧(B A 1 0) 、 左侧海马和右侧额上回前部(B A 1 0) 激 活。不同脑区的激活情况如图14和表2、3。不同任务条 件下, 兴趣脑区的统计分析结果见表4。 表1“正确率和平均反应时间 任务正确率(%)平均反应时间(m s) A“对照任务 B“
22、内容记忆 C“来源记忆 9 9. 6 8 9. 3 8 4. 6 6 2 0. 5 7o1 0. 1 9 8 4 5. 1 4o1 3. 9 4 8 7 9. 1 8o1 3. 6 6 表2“内容记忆激活的脑区(P 而来源记忆需要了解既往事件的具体线索, 是一种较难的记 忆, 包括二个过程, 即首先判断事件是否熟悉, 若熟悉, 再回忆 其具体细节, 因此来源记忆和内容记忆至少存在部分重叠阶 段, 可以推测来源记忆和内容记忆可能涉及相同的脑区。利 用f MR I和P E T研究发现, 内容记忆均表现高度一致的右前 额叶背外侧或额中回激活 3,4, 和 HE R A模型基本一致 5。 利用f MR
23、 I专门研究内容记忆和来源记忆方面的文献较少, 但均表现较一致的结果, 即内容记忆主要引起右前额叶背外 侧激活, 而来源记忆较多引起左前额叶背外侧激活 4,6 - 7。因 此可以推测内容记忆和来源记忆可能既依赖于相同的脑区, 又存在不同的神经基础。本文主要解决的问题是内容记忆和 来源记忆是否存在相同的神经基础、 不同的神经基础或二者 皆有之。 3. 1前额中回激活“大多数f MR I结果均支持右前额叶参与 情景记忆提取 8,9, 其激活的程度和激活的具体脑区随实验 任务变化而变化, 但通常都在右额叶中回B A 1 0区前部和 B A 4 6/9区附近 4。这被解释为反应提取模式的采纳1 0、
24、提 取尝试或后提取加工的参与 1 1。N o l d e等1 2认为右前额叶 主要涉及启发式提取加工, 且能满足提取信息的初步评价, 但 不涉及细节信息的分析。本实验结果表明, 内容记忆较多引 起右额叶中回B A 4 6区激活; 而来源记忆较多引起左额叶中 回B A 1 0区激活( 激活区较分散) , 这和以前的结果基本相同 ( 仅脑区位置稍前或稍后) 4。二者均引起左右B A 6区激活, 这说明二者前一阶段提取过程可能相同, 均涉及对以前信息 的搜索, 因此具有相同的脑区参与。当搜索目标锁定后, 内容 记忆再作简单的熟悉度判断, 引起右B A 4 6区激活。而来源 记忆需要再作具体细节信息的
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- 内容 记忆 来源 功能 磁共振 成像 研究
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