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目的:探讨震动触觉刺激fMRI对评价4岁以下不同年龄段先天性极重度感音神经聋婴幼儿的听觉及语言相关脑区研究的可行性。研究睡眠状态下4岁以下不同年龄组先天性极重度感音神经性耳聋婴幼儿的双侧初级、次级听觉脑区之间及其与语言相关脑区之间功能连接程度是否存在差异。
方法:先天性极重度感音神经聋婴幼儿38例(实验组):月龄为6～48个月,平均月龄25个月。其中耳蜗移植者15人,随访12人,24-48个月耳蜗植入者为5人。根据大脑发育的关键期分三组:Ⅰ组:0-12个月(包含12个月),10例。Ⅱ组:12-24个月(包含24个月),14例。Ⅲ组:24-48个月,14例。所有聋儿双耳ABR(Auditorybrainstem Response)测听结果均为91dBnHL以上。Ⅳ组(对照组):月龄为7-48个月,平均月龄26个月,5例,其中3例听力正常,2例双侧轻度耳聋,双耳ABR测听结果均为50dBnHL。聋儿组及对照组无中枢神经系统发育异常。采集SET1WI序列、EPI功能序列以及3DGRET1WI序列。EPI功能成像参数:TR/FE2000ms/40ms,FOV24cmx24cm,矩阵64x64,层厚5mm,间隔0mm,层数20,帧数70帧/层,共计1400层,扫描时间140s。采用日本产DIGITIMERDS7AH型电刺激仪产生震动触觉,组块式方法分别给予右小腿踝部震动触觉刺激。所有刺激态图像均经功能性神经成像分析软件包AFNI进行后处理。对极重度感音聋儿组与对照组初级、次级听觉脑区激活出现率采用卡方检验比较,利用SPSS统计学软件进行聋儿组与对照组间听觉、语言相关脑区激活范围方差分析比较。选择第一部分三组实验组。磁共振扫描采用MarconiEclipse1.5T全身超导型磁共振成像系统,标准正交头线圈。首先进行冠状面SET1WI扫描,接着进行横断面SET1WI扫描。EPI序列:TR/TE2000ms/40ms,层厚5mm,间隔0.5mm,层数20,FOV24cmx24cm,帧数180帧/层,共计3600层,扫描时间360s。最后利用射频扰相稳态快速采集(radio-frequency spoiling fast acquisition in steady state,RF-FAST)序列进行全脑三维扫描。采用北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室开发的静息态功能磁共振数据分析处理软件包REST,然后基于设定的ROI,提取听觉、语言相关脑区的低频时间序列信号。采用SPSS13.0统计软件对三组受试者左右侧初级、次级听觉脑区与左右侧语言相关脑区功能连接系数R进行方差分析。
结果:震动触觉刺激下,实验组与对照组激活听觉脑区包括初级听觉脑区BA41区、次级听觉脑区BA22、42区。实验组与对照组初级、次级听觉脑区激活出现率差异没有统计学意义(P>0.05)。实验组与对照组之间听觉脑区激活范围差异有统计学意义(P<0.05),实验组听觉脑区激活范围均大于对照组。实验组之间比较Ⅲ组大于Ⅰ、Ⅱ组。Ⅰ组、Ⅱ组之间差异没有统计学意义(P>0.05)。震动触觉刺激下,实验组初级听觉脑区BA41、次级听觉脑区BA42区激活范围三组之间差异没有统计学意义(P>0.05)。实验组次级听觉脑区BA22区激活范围比较差异有统计学意义(P<0.05),Ⅲ组大于Ⅰ组和Ⅲ组。震动触觉刺激下,实验组与对照组激活语言相关脑区包括额中回、额下回、颞上回、颞中回、角回。实验组与对照组之间语言相关脑区激活范围比较差异有统计学意义(P<0.05),Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅳ组小于Ⅲ组。Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅳ组之间比较差异没有统计学意义(P>0.05)。随访12例耳蜗植入先天性极重度感音神经聋儿半年后社会生活能力,发现2岁以前做耳蜗植入,半年后社会生活能力达到正常水平,2岁以后(>24个月)植入耳蜗者半年后社会生活能力达到边缘水平。震动触觉刺激下先天性极重度感音聋儿组听觉及语言相关脑区功能重组情况与大脑发育关键期及随访结果相符。睡眠状态下,左侧次级与右侧次级听觉脑区之间功能连接系数R,三组之间差异有统计学意义,2岁后(>24个月)功能连接程度较2岁前降低。右侧次级听觉脑区与右侧额中回、左侧额下回后部44、45区之间功能连接系数R,三组之间差异有统计学意义(P<0.05),2岁后(>24个月)功能连接程度较2岁前降低。左侧初、次级听觉脑区与双侧语言相关脑区之间功能连接系数R,右侧初级听觉脑区与双侧语言相关脑区之间功能连接系数R三组差异没有统计学意义(P>0.05)。
结论:震动触觉刺激fMRI可以用于4岁以下不同年龄段先天性极重度感音神经聋婴幼儿听觉及语言相关脑区的研究。先天性极重度感音神经聋婴幼儿2岁后(>24个月)双侧次级听觉脑区、右侧次级听觉脑区与右侧额中回、左侧额下回后部44、45区之间的功能连接发生降低,可能与2岁后(>24个月)聋儿听觉、语言相关脑区发生功能重组有关。