神经功能重塑研究进展

PET先进的技术使探测人的有意义的动作和测 绘这些动作成为可能，提高了分辨空间和解 剖学上记录结果的真实性
fMR技术
机理 fMRI的信号依赖于脱氧血红蛋白聚集的变化。
动作发生时脑神经元活动区氧和糖供应的需要增加，氧合 血红蛋白含量增加， 结果是大脑局部脱氧血红蛋白的相 对减低， fMRI对脱氧血红蛋白浓度的敏感性极高，产生 了所谓的依赖-血氧水平的信号08MRI&fMRI.WMV
弥散张量成I）
弥散峰值成像（diffusion kurtosis imaging,DKI）
功能性近红外光谱法（functional near infrared spectroscopy）
susceptibility weighted imaging （敏感性加权成像）
血氧水平依赖成像（BOLD）的信号可反映脑皮层功能活动的 动态变化，现在多用于脑功能的研究。信号的变化小，能被重复的 时间次数所抵消，故这种技术能够充分敏感地检测个体活动。fMRI 的时间分辨能力是由与神经血管耦合现象反应的半球动态的时间所 支配，大约为12秒。它可检测1到2秒的次序内脑区域的最高活动 的时间上的区别
目前研究脑功能可利用不同的影像技术。一些 与功能相关的局部血流、代谢、神经电活动在 神经激活水平上与功能变化相关。
这种测量技术包括：PET、fMRI、EEG、MEG、 TMS等分析脑神经元的性能
PET-CT技术
机理 正电子发射断层扫描仪（Positron emission computed tomography PET）是利用发射正电子的放射性 核素进行器官断层显像。以放射性核素标记化合物进行血 流灌注、氧耗量及各种代谢显像、神经受体显像。PET是 在分子水平上了解脑的功能的影像技术
PET和fMRI可提供功能和解剖间 详细的关系
PET和fMRI可提供功能和解剖间的关系，以及对 应于指定的运动动作的网络分布图
对指
右侧对指(正常)
中央沟
Dellon,AE,1997
单光子发射断层扫描
（SPECT）
（single photon emission computed tomography ）是一种以放射性核素标记物作为显 像剂的一种功能的影像检查，主要包括局部脑血 流(rCBF)、脑代谢显像和脑神经受体显像。
弥散张量成像(DTI )
评估纤维素的完整性 为诊断DAI（弥漫性轴索损伤）提供依据 反映损伤的严重程度和预后 显示与认知发展相关的潜在影像学改变 描述损伤后的病理过程
功能性近红外光谱法（functional near infrared spectroscopy，
fNIRS）
利用氧合血红蛋白 和去氧血红蛋白的 光学特性的不同来 成像
变了的现实的能力。
证实脑可塑性的研究手段
目前主要从两个方面进行： 一种是形态学上，利用神经解剖学、神经生理
学、神经免疫学、分子生物学等手段，从分子 水平上研究突触联系效率的变化，大多从动物 实验或尸体解剖中获得 二是利用功能影像学技术来实现功能水平的综 合性研究，研究脑功能区变化、联系以及同外 界刺激条件的影响，。就人脑而言，从各功能 区域水平的关系变化予以研究，更能直观地反 映脑功能重组的规律
示踪剂主要是去氧葡萄糖如18F-FDG（葡萄糖类似物）， 大脑特定区域的代谢越是活跃，则表示示踪剂被摄取的越 多
由于PET功能成像技术依赖于示踪剂被
摄取期间、被测试者的状态（在清醒、睡眠、
看图、说话等其他活动状态下），其能量代
谢活动会有所不同
普通CT
激活部位局部大 脑血流升高， 则
示踪剂被摄取的 越多
神经功能重塑的研究进展
授课目的
理解CNS损伤后神经功能重塑的机制 提供康复治疗的理论依据 认识康复治疗的效果和作用 重视神经康复的研究
授课内容
脑重塑的定义和研究手段 脑功能重塑机制的研究进展 康复训练对脑功能重塑作用的研究 脊髓损伤后功能重塑的研究
可塑性定义
可塑性:是指韧性和展性的能力。 当它用于动态的生物系统时如脑功能和
判断体内代谢产物 的光学特性
fNIRS vs fMRI
Fnirs
可移动的，便携的 伪影 增强了生物学的真实性 没有MRI的禁忌症 便宜一些 受皮层的限制
色素不易沉着，颅内的 参考点和空间分辨率较 低
fMRI
不可移动的 易受运动的影响 生物学真实性不足 多种禁忌症 更贵一些 成像层次比较深 更好的空间分辨率
行为，其内容包括神经元之间变化的潜在 性和重组自我修复性的所有机制，可塑现 象可能是学习和损伤修补的基础
脑重塑理论（brain plasticity）
狭义：脑必须有重新获得功能的形态学基 础（如轴突长芽等）才有可塑的表现。
广义：通过学习和训练，脑可以完成原先 不能完成的功能
机体适应应急变化和应付生活中危险的能力。 即在结构上/功能上重新组织修改自身以适应改
能准确地知道康复治疗及验证促进功能恢复的 康复治疗技术的有效性，使康复医学能符合循 证医学的要求
脑功能影像整合技术
信息：神经元的兴奋性、扩展性、定位性、皮层功能等级
理解神经损伤后长时间恢复的机制
推动康复治疗和更 新康复措施
非侵入性脑功能影像技术
susceptibility weighted imaging（敏感性加权 成像）
利用影像技术 了解脑可塑性的原理和目的
人体两侧大脑半球的感觉运动区的组织是对称 的，但机制不尽相同，各种脑功能影像技术可 以体现这一现象。 即把不同层次上的机制认识 “整合”起来，了解其功能。
通过脑功能影像的整合技术方法获取脑兴奋性、 扩展性、定位、脑皮质区功能等级所提供的信 息，对正常脑功能的规律性以及脑损伤后的恢 复机制将有更深入的理解.
高分辨率敏感性MR
可以显示更多的病灶，病灶的细节与GRE（梯 度回波序列）相比也更加清晰
一项有关急性脑损伤患者的调查显示：这种成 像方法与GRE相比对微小的出血更加敏感 （<10mm2）
但是需要更长的图像采集时间，增加了移动伪 影出现的可能
Tong KA, et al.: Radiology 2003;227:332-9