第一部分噪声性听力损失大鼠动态中枢功能重塑目的:听力损失会对中枢神经系统的结构和功能造成显著影响,然而神经重塑所涉及的脑区及其时空属性尚未完全明确。本研究旨在综合利用多种静息态功能磁共振分析技术,探究噪声性听力损失大鼠非听觉中枢功能重塑的模式及动态演化规律,尤其关注于听力损失后跨视听模态的功能重塑、听力损失认识损伤效应的潜在功能机制以及全脑复杂网络拓扑结构重组。方法:实验采用窄带高频噪声持续暴露（16 k Hz-20 k Hz,102 d B,24小时/天,持续5周）的方式诱导建立噪声性听力损失大鼠模型。在噪声结束后一周及六个月进行听性脑干反应测试以评估大鼠在各个频率下的听觉阈值。噪声结束后一天、一月及三个月分别采集静息态功能磁共振数据。噪声结束后三个月进行条件恐惧实验以评估大鼠海马依赖性恐惧联想记忆功能。结果:噪声暴露造成永久性高频听阈位移。噪声结束后三个月由前额叶到视觉皮层的净Granger因果连接增强。通过基于体素的功能连接分析发现噪声暴露后背侧海马（即海马认知亚区）功能连接逐渐降低,范围逐渐增广,涉及的脑区包括多个感觉处理脑区、前额叶皮层、伏隔核及丘脑,同时噪声暴露组大鼠表现出显著的恐惧联想记忆功能障碍。最后通过构建全脑静息态功能网络并分析其小世界及网络效率属性发现,噪声暴露后三个月,噪声暴露组大鼠全脑功能网络出现小世界属性的弱化,并且局部效率指标降低。结论:前额叶皮层可能参与介导了听力损失后视、听模态之间的跨模态功能重塑;背侧海马网络连接异常可能是听力损失相关认知功能障碍的潜在功能机制;听力损失的功能重塑不仅仅涉及局部脑区或特定系统,更能造成全脑网络拓扑结构的重构,影响全脑信息传递、整合、处理的能力和效率。第二部分背外侧前额叶皮层介导长期感音神经性耳聋患者听觉皮层的跨模态及认知功能重塑目的:听力损失后听觉皮层会参与一些非听觉感觉处理以及认知功能处理,但其中机制不明。背外侧前额叶皮层与听觉通路具有紧密的神经联系,同时在多感觉整合、听觉调控及认知控制中起到重要作用。本研究拟通过多模态磁共振成像技术研究背外侧前额叶皮层在长期感音神经性耳聋（sensorineural hearing loss,SNHL）患者听觉皮层跨模态及认知功能重塑中的作用。方法:本研究招募了35名长期双侧SNHL患者及35名匹配良好的健康对照被试,对他们进行了结构磁共振、静息态功能磁共振及弥散张量成像,同时通过符号数字转换模态测验（Symbol Digit Modalities Test,SDMT）评估被试的注意、视觉扫描及工作记忆和信息处理速度的相关功能。结果:局部多模态磁共振指标分析显示背外侧前额叶皮层的低频振荡幅度、灰质体积、各向异性分数及平均弥散率均无显著组间差异。SNHL患者背外侧前额叶皮层与听、视觉皮层的功能连接显著高于健康对照被试,异常的功能连接与患者SDMT评分及听力水平呈显著相关。最后,通过基于纤维束示踪的空间统计（tract-based spatial statistics,TBSS）分析发现,SNHL患者颞叶下额枕束FA值显著低于健康对照被试,并与患者听力水平呈显著负相关。结论:本研究结果提示SNHL患者背外侧前额叶皮层与视觉、听觉皮层功能同步性增强,同时连接额叶与枕颞叶的下额枕束颞叶部白质纤维排布混杂,暗示前额叶-枕颞叶通路的功能及结构重塑。背外侧前额叶可能通过自上而下的调控机制参与了听力损失后跨模态功能重塑,并招募听觉皮层参与某些高级认知功能的处理。第三部分长期感音神经性耳聋患者海马功能连接的异常目标:听力损失促进患者认知功能损伤,然而其中的神经机制未明。本研究拟通过分析长期SNHL患者海马功能连接的异常及其与认知功能的关系,解析听力损失认知损伤效应可能的神经功能机制。方法:本研究纳入了38名双侧长期SNHL患者及39名健康对照者。所有被试接受结构磁共振及静息态功能磁共振扫描。利用基于体素的功能连接及全脑功能连接（global functional connectivity,GFC）来评估海马功能连接改变,同时通过多重线性回归探究异常的海马功能连接与患者听觉词语学习测试评分（Auditory Verbal Learning Test,AVLT）的相关性。结果:基于体素的功能连接分析发现SNHL患者海马在多个感觉皮层及部分前额叶皮层脑区的功能连接显著低于健康对照被试。SNHL患者海马GFC同样显著低于健康对照被试,且异常的海马GFC与患者AVLT即时及短时延迟回忆评分具有显著相关性。结论:长期SNHL影响了与海马结构功能紧密相连脑区的功能连接,异常的海马网络连接可能与听力损失相关的认知功能障碍有关。本研究推进了对听力损失认知损伤效应的关联实质与神经机制的认识,对发掘相关疾病有效预防与治疗靶点具有指导意义。第四部分长期感音神经性耳聋患者静息态功能网络重塑的研究目标:听力损失影响患者的记忆、注意、执行等高级别脑功能,因此可能对听觉网络以外的高级别脑网络的网络结构造成影响。本研究拟通过分析静息态功能网络的连接属性,探究听力损失相关的静息态功能网络的网络重塑模式。方法:本研究纳入34名长期双侧SNHL患者及34名健康对照者。所有被试接受静息态功能磁共振扫描及认知功能相关的神经心理学量表评估。本研究通过独立成分分析定义了11个静息态脑网络,对比分析网络间功能连接在两组间的差异,并通过线性回归模型分析异常的网络间功能连接与患者认知功能之间的相关性。最后通过构建全脑复杂网络,计算并对比小世界网络属性及网络效率属性。结果:SNHL患者相较于健康对照被试,网络间功能连接重构,包括低级别的感觉处理网络（如:感觉运动网络及视觉网络）及高级别认知控制网络（如:默认模式网络、注意网络、额顶叶网络）;异常高级别网络间功能连接与SNHL患者的认知量表评分相关。全脑小世界及网络效率属性分析揭示SNHL患者的全脑复杂网络小世界属性弱化。结论:长期听力损失的网络可塑性改变不仅仅涉及低级别的感觉处理网络,同样涉及广泛的高级别认知注意控制网络,以及全脑复杂网络的拓扑结构。脑网络的功能重塑可能是SNHL患者认知功能异常的潜在神经网络机制,影响全脑信息处理、传递、整合的功能及效率。