AD患者腦功能偏側(cè)性改變的靜息態(tài)fMRI研究

張樂(lè)樂(lè)， 趙小虎， 林起湘， 席 芊

(1. 同濟(jì)大學(xué)附屬同濟(jì)醫(yī)院影像科，上海 200065； 2. 北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100875；3. 同濟(jì)大學(xué)附屬東方醫(yī)院實(shí)驗(yàn)室，上海 200120)

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AD患者腦功能偏側(cè)性改變的靜息態(tài)fMRI研究

張樂(lè)樂(lè)1， 趙小虎1， 林起湘2， 席 芊3

(1. 同濟(jì)大學(xué)附屬同濟(jì)醫(yī)院影像科，上海 200065； 2. 北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100875；3. 同濟(jì)大學(xué)附屬東方醫(yī)院實(shí)驗(yàn)室，上海 200120)

目的 采用功能磁共振技術(shù)，探討阿爾茨海默病(Alzheimer disease, AD)患者靜息狀態(tài)下的腦功能偏側(cè)性的改變。方法 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均來(lái)自ADNI(Alzheimer disease Neuroimaging Initiative)數(shù)據(jù)庫(kù)，以17例右利手阿爾茨海默病患者為研究對(duì)象，19例右利手正常老年人作為對(duì)照。將全腦灰質(zhì)隨機(jī)劃分為左右半球?qū)ΨQ(chēng)的256對(duì)種子區(qū)，基于功能連接分析法計(jì)算偏側(cè)性指數(shù)(laterality index， LI)，量化分析靜息態(tài)下腦功能偏側(cè)性程度；計(jì)算0<|LI|<0.2、0.2≤|LI|<0.4、0.4≤|LI|<0.8、|LI|≥0.8四段閾值下的左偏LI之和及右偏LI之和，探索AD患者較正常老年人靜息狀態(tài)下的腦功能偏側(cè)性是否存在改變。結(jié)果 對(duì)照組在0<|LI|<0.2、0.2≤|LI|<0.4、0.4≤|LI|<0.8閾值內(nèi)左右半球偏側(cè)性未見(jiàn)明顯不同，在|LI|≥0.8的閾值內(nèi)表現(xiàn)出明顯的差異，體現(xiàn)出顯著的左側(cè)優(yōu)勢(shì)(P=0.005)；與對(duì)照組比較，AD患者在|LI|≥0.8閾值內(nèi)左側(cè)優(yōu)勢(shì)消失(P=0.06)，在0.4≤|LI|<0.8閾值內(nèi)出現(xiàn)顯著的右側(cè)優(yōu)勢(shì)(P=0.03)。結(jié)論 對(duì)照組靜息態(tài)腦功能存在一定的偏側(cè)性，該偏側(cè)性主要體現(xiàn)在偏側(cè)性較強(qiáng)范圍內(nèi)(|LI|≥0.8)，表現(xiàn)為左側(cè)優(yōu)勢(shì)；AD組在偏側(cè)性較強(qiáng)的范圍內(nèi)(0.8≤|LI|)左側(cè)優(yōu)勢(shì)消失，可能是其特征性改變；AD組在偏側(cè)性較弱的范圍內(nèi)(0.4≤|LI|<0.8)表現(xiàn)出右側(cè)優(yōu)勢(shì)，可能是與認(rèn)知有關(guān)的腦功能代償所致。

靜息態(tài)功能磁共振； 功能連接； 阿爾茨海默??； 偏側(cè)性指數(shù)

正常兩大腦半球在解剖結(jié)構(gòu)和功能上具有一定的偏側(cè)性。腦功能的偏側(cè)性對(duì)個(gè)體的生存具有重要意義，它為功能的形成提供了便利，使大腦能快速實(shí)現(xiàn)信息的處理加工。腦功能偏側(cè)性是大腦半球內(nèi)部功能特化的重要體現(xiàn)，它減少了半球間的聯(lián)系，有利于信息高效傳遞[1]。研究表明，年齡的增長(zhǎng)和某些疾病如抑郁、阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)、恐慌癥狀態(tài)下大腦不對(duì)稱(chēng)性會(huì)改變[2]。目前基于磁共振成像技術(shù)的AD患者大腦偏側(cè)性改變的研究大多集中在結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，功能偏側(cè)性的改變研究甚少。本研究采用靜息態(tài)功能磁共振(fMRI)技術(shù)，基于功能連接分析法，對(duì)19例正常老年人和17例阿爾茨海默病患者進(jìn)行分析比較，旨在發(fā)現(xiàn)AD患者靜息狀態(tài)下腦功能偏側(cè)性改變的趨勢(shì)，為AD的發(fā)現(xiàn)診斷提供有效的影像學(xué)資料。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象及數(shù)據(jù)參數(shù)

本研究39例數(shù)據(jù)均來(lái)自ADNI(Alzheimer disease Neuroimaging Initiative)數(shù)據(jù)庫(kù)。腦結(jié)構(gòu)和功能數(shù)據(jù)均由3.0T飛利浦磁共振機(jī)器采集。腦結(jié)構(gòu)成像的序列為3D T1-MPRAGE(3D T1-weighted magnetization-prepared rapid gradient echo)，成像參數(shù)： TR=6.8ms，TE=3.1ms，翻轉(zhuǎn)角=9°，層厚=1.2mm，層數(shù)=170，矢狀位成像，體素大小=1mm×1mm×1.2mm，矩陣大小=256×256。靜息態(tài)腦功能成像的序列為EPI(echo-planar imaging sequence)，成像參數(shù)： TR=3000ms，TE=30ms，翻轉(zhuǎn)角=80°，層厚=3.3mm，層數(shù)=48，矩陣=64×64，空間分辨率=3mm×3mm×3mm，每例患者均采集140個(gè)時(shí)間點(diǎn)。經(jīng)過(guò)預(yù)處理，去除掉3例頭動(dòng)較大的實(shí)驗(yàn)對(duì)象，余有36例右利手老年人納入研究，其中對(duì)照組19例(男9例，女10例)，平均年齡為(74.48±6.56)歲；AD組17例(男5例，女12例)，平均年齡為(74.08±8.09)歲。

1.2 數(shù)據(jù)的預(yù)處理

利用DPARSF軟件對(duì)功能圖像進(jìn)行預(yù)處理，功能圖像預(yù)處理過(guò)程包括： (1) 去除前5個(gè)時(shí)間點(diǎn)采集的圖像數(shù)據(jù)；(2) 以48層為參考層進(jìn)行時(shí)間層校正；(3) 頭動(dòng)校正；(4) 空間配準(zhǔn)；(5) 空間平滑，高斯核半寬全高為6mm×6mm×6mm；(6) 去除線(xiàn)性漂移；(7) 低頻濾波(0.01Hz

1.3 種子區(qū)域的確定

本實(shí)驗(yàn)基于全部大腦皮層進(jìn)行研究分析，故將全部大腦皮層劃分為左右對(duì)稱(chēng)的共計(jì)512個(gè)感興趣區(qū)。首先從MNI-ICBM152對(duì)稱(chēng)模板的全腦灰質(zhì)模板中去除小腦區(qū)域后，取大腦的左半球，將左半腦灰質(zhì)區(qū)域隨機(jī)劃分成大小相近的256個(gè)感興趣區(qū)[4]，然后把劃分好的左半球區(qū)域做鏡面對(duì)稱(chēng)得到右半腦感興趣區(qū)。這樣得到一個(gè)左右對(duì)稱(chēng)，每個(gè)半腦各包含256個(gè)興趣區(qū)的模板。每對(duì)興趣區(qū)作為研究的種子點(diǎn)見(jiàn)圖1。

圖1 種子區(qū)域劃分的示圖Fig.1 Sample image of seedregionsA： 矢狀位；B： 冠狀位；C： 軸位

1.4 偏側(cè)性指數(shù)計(jì)算

偏側(cè)的性指數(shù)的計(jì)算方法參考文獻(xiàn)[5]，具體方法為： 在左半球選擇一個(gè)種子區(qū)A作為左側(cè)大腦半球的種子區(qū)，同時(shí)將其對(duì)稱(chēng)過(guò)去的右半球的A’區(qū)選擇出來(lái)作為右側(cè)大腦半球的種子區(qū)，在余下的255對(duì)腦區(qū)中任選一對(duì)作為左側(cè)及右側(cè)大腦半球的靶區(qū)，然后計(jì)算左側(cè)種子區(qū)與左側(cè)靶區(qū)、左側(cè)種子與右側(cè)靶區(qū)、右側(cè)種子區(qū)與右側(cè)靶區(qū)、右側(cè)種子區(qū)與左側(cè)靶區(qū)四個(gè)相應(yīng)的功能連接值r，見(jiàn)圖2，用Fisher-z轉(zhuǎn)換將r值換為z值，將z值帶入偏側(cè)性指數(shù)(laterality index， LI)計(jì)算公式：

當(dāng)分母≤0.2時(shí)將LI設(shè)為0，此外將seed對(duì)與自身的LI設(shè)為0，當(dāng)LI=0時(shí)，沒(méi)有偏側(cè)性；當(dāng)LI>0時(shí)，示該種子區(qū)為左偏優(yōu)勢(shì)；當(dāng)LI<0時(shí)，示該種子區(qū)為右偏優(yōu)勢(shì)。|LI|越大，則表示偏側(cè)性越強(qiáng)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)象共有65536個(gè)LI值。

1.5 偏側(cè)性指數(shù)的處理分析

圖2 功能連接強(qiáng)度計(jì)算方式Fig.2 Calculation of the strength of functional connectivityLL： 左半球種子區(qū)與左半球靶區(qū)的功能連接強(qiáng)度；LR： 左半球種子區(qū)與右半球靶區(qū)的功能連接強(qiáng)度；RR和RL代表對(duì)側(cè)半球相應(yīng)的功能連接強(qiáng)度

2 結(jié) 果

2.1 研究對(duì)象的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)資料及MMSE評(píng)分差異

實(shí)驗(yàn)對(duì)象的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)特點(diǎn)顯示，對(duì)照組、AD組在年齡、性別構(gòu)成方面均匹配。簡(jiǎn)易精神狀態(tài)評(píng)價(jià)量表(mini-mental state examination， MMSE)評(píng)分： 對(duì)照組總分26～30分，平均(28.84±1.01)分；AD組總分12～27分，平均(20.76±3.53)分，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)，見(jiàn)表1。

2.2 對(duì)照組的功能偏側(cè)性特征及AD患者靜息態(tài)腦功能偏側(cè)性的改變

組內(nèi)配對(duì)樣本t檢驗(yàn)顯示，對(duì)照組在0<|LI|<0.2、0.2≤|LI|<0.4及0.4≤|LI|<0.8區(qū)域內(nèi)左、右大腦半球偏側(cè)性指數(shù)和差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但在|LI|≥0.8的閾值中表現(xiàn)出了明顯的左側(cè)優(yōu)勢(shì)(P=0.005)。與對(duì)照組相比，AD組在不同閾值下的左偏偏側(cè)性指數(shù)和及右偏偏側(cè)性指數(shù)和差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但AD組在偏側(cè)性較強(qiáng)(0.8≤|LI|)的區(qū)域內(nèi)，左側(cè)優(yōu)勢(shì)消失(P=0.06)，在0.4≤|LI|<0.8時(shí)，AD組較NC組出現(xiàn)了明顯的右側(cè)優(yōu)勢(shì)(P=0.03)，見(jiàn)表2。

表1 對(duì)照組、AD患者人口統(tǒng)計(jì)學(xué)特點(diǎn)

表2 不同LI閾值下各組配對(duì)樣本t檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

組別LILLIRLIt/P值對(duì)照組0<|LI|<0.21086.75±73.401096.07±78.750.370.2≤|LI|<0.42056.80±100.062096.47±103.010.290.4≤|LI|<0.84447.39±356.084603.84±389.620.210.8≤|LI|5544.76±739.745072.07±785.540.005AD組0<|LI|<0.21105.09±100.861122.61±85.330.200.2≤|LI|<0.42072.47±89.192123.25±53.220.070.4≤|LI|<0.84347.15±349.364546.64±469.810.0030.8≤|LI|5401.92±583.024949.52±712.940.06

LI： 偏側(cè)性指數(shù)；LLI： 左偏偏側(cè)性指數(shù)和；RLI： 右偏偏側(cè)性指數(shù)和

3 討 論

人類(lèi)兩大腦半球在功能和解剖結(jié)構(gòu)上存在一定的不對(duì)稱(chēng)性。功能研究中，諸多以磁共振成像技術(shù)為基礎(chǔ)的研究表明左側(cè)大腦半球是語(yǔ)言形成的優(yōu)勢(shì)半球，該優(yōu)勢(shì)與用手習(xí)慣密切相關(guān)，右利手中約97%的人語(yǔ)言功能具有左側(cè)優(yōu)勢(shì)，左利手中的語(yǔ)言功能左側(cè)優(yōu)勢(shì)者較右利手大大降低，僅為70%[6]；右側(cè)大腦半球在視覺(jué)空間任務(wù)和對(duì)面部、聲音的識(shí)別中體現(xiàn)出一定的偏側(cè)性[7]。與語(yǔ)言功能相關(guān)的某些解剖結(jié)構(gòu)具有一定的偏側(cè)性，左側(cè)顳橫回灰質(zhì)及白質(zhì)的體積均較右側(cè)大[8]，左側(cè)外側(cè)裂走形較右側(cè)外側(cè)裂更為平直，頂點(diǎn)也較右側(cè)低[6]；與左右利手相關(guān)的解剖結(jié)構(gòu)也具有一定的不對(duì)稱(chēng)性，右利手者的右側(cè)中央溝較左側(cè)深，左利手者的左側(cè)中央溝較右側(cè)深[9]。腦功能的偏側(cè)性對(duì)個(gè)體的生存具有重要意義，它為功能的形成提供了便利，有利于大腦快速高效實(shí)現(xiàn)信息的處理加工。

本研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)照組僅在|LI|≥0.8偏側(cè)性較強(qiáng)的范圍中呈現(xiàn)出明顯的左側(cè)優(yōu)勢(shì)(P=0.005)，這一結(jié)果可能與語(yǔ)言功能的左偏特性密切相關(guān)。Steinmetz等[10]研究表明，左側(cè)顳平面的體積是右側(cè)相應(yīng)部分體積的10倍，并且提出語(yǔ)言功能的不對(duì)稱(chēng)性或許是人腦功能不對(duì)稱(chēng)最顯著的部分。本研究所涉及實(shí)驗(yàn)對(duì)象均為右利手，對(duì)照組在偏側(cè)性較強(qiáng)的區(qū)域顯示出明顯的左側(cè)優(yōu)勢(shì)，該研究結(jié)果與以往類(lèi)似，提示這一結(jié)果與語(yǔ)言功能的左偏特性密切相關(guān)。

與正常老年人相比AD患者腦結(jié)構(gòu)偏側(cè)性發(fā)生明顯改變。Barnes等[2]基于結(jié)構(gòu)MRI圖像在對(duì)AD患者進(jìn)行縱向研究表明，隨著疾病的進(jìn)展，癡呆患者的海馬區(qū)皮層厚度的不對(duì)稱(chēng)性減弱；Thompson等[11-12]指出，與右半球相比，AD對(duì)左半球腦皮層的損害發(fā)生的較早，進(jìn)展的也更快，即隨著AD病情的進(jìn)展，會(huì)出現(xiàn)不對(duì)稱(chēng)的左半球嚴(yán)重于右半球的內(nèi)側(cè)顳葉以及內(nèi)側(cè)顳葉以外腦灰質(zhì)的萎縮[13]。AD患者較正常老年人，功能的偏側(cè)性也有顯著的變化。本研究發(fā)現(xiàn)，較對(duì)照組，AD組在偏側(cè)性較強(qiáng)(|LI|≥0.8)的范圍內(nèi)左側(cè)優(yōu)勢(shì)消失(P=0.06)。Kim等[14]利用基于表面形態(tài)(surface based morphometry， SBM)分析方法發(fā)現(xiàn)，正常老年人左右大腦半球皮層厚度具有一定的偏側(cè)性，從正常老年人到AD患者，腦皮層厚度的偏側(cè)性模式仍然存在，但隨著疾病的進(jìn)展，這種偏側(cè)性會(huì)逐漸減弱，其中以角回及海馬旁回更為明顯；與青年人相比，正常老年人邊緣系統(tǒng)部分區(qū)域結(jié)構(gòu)偏側(cè)性較青年人會(huì)出現(xiàn)左右逆轉(zhuǎn)，而AD患者明顯缺乏這一特征[15]。本研究在偏側(cè)性較強(qiáng)(|LI|≥0.8)的區(qū)域，AD組較對(duì)照組的左側(cè)優(yōu)勢(shì)消失(P=0.06)，這或許是AD患者特征性的改變。

此外，本研究中AD組在0.4≤|LI|<0.8范圍內(nèi)較對(duì)照組表現(xiàn)出顯著的右側(cè)優(yōu)勢(shì)，這可能是腦功能代償?shù)囊环N表現(xiàn)。從正常老年人到發(fā)展為AD過(guò)程中，多項(xiàng)腦功能受損，大腦會(huì)出現(xiàn)一定的代償功能。Grady等[16]在任務(wù)態(tài)下對(duì)AD患者所激活的腦區(qū)進(jìn)行研究表明，在與語(yǔ)義和情景記憶有關(guān)的活動(dòng)下，AD患者所激活的腦區(qū)與正常老年人不同： 正常老年人的激活區(qū)主要在左側(cè)大腦半球的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，其中包括有前額葉、顳葉皮層，AD患者激活區(qū)與正常老年人大不相同，主要集中在雙側(cè)的前額葉的后外側(cè)皮層及后部的一些腦皮層，這些腦區(qū)的活動(dòng)程度與AD患者的語(yǔ)義和情景記憶的好壞明顯相關(guān)，證實(shí)了活動(dòng)區(qū)域的不同是腦功能代償?shù)谋憩F(xiàn)[25]。Pariente等[17]在“人-名”識(shí)別對(duì)應(yīng)的任務(wù)態(tài)下對(duì)AD患者激活的腦區(qū)研究表明，AD組較正常老年人雙側(cè)海馬區(qū)的激活程度減弱，但雙側(cè)額葉及頂葉的活動(dòng)增強(qiáng)。此研究所發(fā)現(xiàn)的區(qū)域與Grady等[25]的結(jié)果大致相似。AD患者雙側(cè)額葉及頂葉的活動(dòng)增強(qiáng)是一種“軟性的代償”——不是大腦原本就存在的與認(rèn)知有關(guān)的腦網(wǎng)絡(luò)，而是在與認(rèn)知功能有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)損害后由其他網(wǎng)絡(luò)“代勞”[17]。與情景記憶功能有關(guān)的腦網(wǎng)絡(luò)主要位于左側(cè)半球，而AD患者則出現(xiàn)在雙側(cè)大腦半球，此外AD患者與認(rèn)知有關(guān)的腦網(wǎng)絡(luò)也出現(xiàn)了雙側(cè)額頂葉的代償活動(dòng)。這些代償作用可能會(huì)使腦功能出現(xiàn)一定的右偏特性。

目前關(guān)于腦功能不對(duì)稱(chēng)性的研究大多集中在正常人中，本研究用功能磁共振成像技術(shù)，基于功能連接分析法探究了AD患者靜息態(tài)腦功能整體偏側(cè)性的改變，并指出對(duì)照組在偏側(cè)性較強(qiáng)區(qū)域(|LI|≥0.8)內(nèi)的左側(cè)優(yōu)勢(shì)或許與語(yǔ)言功能的左偏特性密切相關(guān)；在偏側(cè)性較強(qiáng)(|LI|≥0.8)的區(qū)域AD患者左側(cè)優(yōu)勢(shì)消失，可能是AD患者特征性的改變；在偏側(cè)性較弱(0.4≤|LI|<0.8)的區(qū)域，AD患者或許存在一定的代償現(xiàn)象。本研究表明，靜息態(tài)腦功能成像對(duì)AD的診斷有一定的影像學(xué)意義。

[1] Wang Danhong， Buckner RL， Liu Hesheng. Functional specialization in the human brain estimated by intrinsic hemispheric interaction[J]. J Neurosci， 2014，34(37)： 12341-12352.

[2] Barnes J， Scahill R， Schott J， et al. Does Alzheimer’s disease affect hippocampal asymmetry? Evidence from a cross-sectional and longitudinal volumetric MRI study[J]. Dement Geriatr Cogn Disord， 2005，19： 338-344.

[3] Zeng LL， Wang D， Fox MD， et al. Neurobiological basis of head motion in brain imaging[J]. PNAS USA， 2014，111： 6058-6062.

[4] Zalesky， Andrew， Fornito， et al. Whole-brain anatomical networks： Does the choice of nodes matter?[J]. Neuroimage， 2010，50(3)： 970-983.

[5] Liu H， Stufflebeam SM， Sepulcre J， et al. Evidence from intrinsic activity that asymmetry of the human brain is controlled by multiple factors[J]. PNAS USA， 2009，106： 20499-20503.

[6] Toga AW， Thompson PM.Mapping brain asymmetry[J]. Neuroscience， 2003，4： 37-48.

[7] Gainotti G. Laterality effects in normal subjects recognition of familiar faces，voices and names[J]. Neuropsychologia， 2013，51： 115-1160.

[8] Dorsaint-Pierre R， Penhune VB, Watkins KE, et al. Asymmetries of the planum temporale and Heschl’s gyrus： relationship to language lateralization[J]. Brain， 2006，129(pt5)： 1164-1176.

[9] Davatzikos C， Bryan R. Morphometric analysis of cortical sulci using parametric ribbons： A study of the central sulcus[J]. J Comput Assist Tomogr， 2002，26： 298-307.

[10] Steinmetz H. Structure， functional and cerebral asymmetry：invivomorphometry of the planum temporale[J]. Neurosci Biobehav Rev， 1996，20： 587- 591.

[11] Thompson P， Hayashi K， Dutton R， et al. Tracking Alzheimer’s disease[J]. Ann NY Acad Sci， 2007，1097： 183-214.

[12] Thompson PM， Hayashi KM， Zubicaray GD， et al. Dynamics of gray matter loss in Alzheimers’disease[J]. J Neurosci， 2003，23(3)： 994-1005.

[13] 成建明，趙小虎，門(mén)衛(wèi)偉，等.輕度認(rèn)知障礙進(jìn)展為阿爾茨海默病過(guò)程中腦灰質(zhì)體積特征改變的MRI研究[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2015，31： 19-23.

[14] Kim JH， Lee JW， Kim GH， et al. Cortical asymmetries in normal， mild cognitive impairment， and Alzheimer’s disease[J]. Neurobiology of Aging， 2012，33： 1959-1966.

[15] Long XJ， Zhang LJ， Liao WQ， et al. Distinct laterality alterations distinguish mild cognitive impairment and Alzheimer’s Disease from healthy aging： statistical parametric[J]. Human Brain Mapping， 2013，34： 3400-3410.

[16] Grady CL， Mcintosh AR， Sania B， et al. Evidence from functional neuroimaging of a compensatory prefrontal network in Alzheimer’s disease[J]. J Neurosci， 2003，23(3)： 986-993.

[17] Pariente J， Cole S， Henson R， et al. Alzheimer’s patients engage an alternative network during a memory task[J]. Ann Neurol， 2005，58(6)： 870-879.

Detection of brain lateralization in Alzheimer’s disease using resting-state fMRI

ZHANGLe-le1，ZHAOXiao-hu1，LINQi-xiang2，XIQian3

(1. Dept. of Radiology， Tongji Hospital， Tongji University， Shanghai 200065， China；2. Laboratory of Brain and Cognitive Science, Beijing Normal University， Beijing 100875， China；3. Dept. of clinical Laboratory East Hospital， Tongji University， Shanghai 200120， China)

Objective To investigate the lateralization of resting-state brain function in Alzheimer’s disease(AD) using functional magnetic resonance(fMRI) technology. Methods Experimental data were downloaded from ADNI(Alzheimer disease Neuroimaging Initiative) database， with 17 right-handed Alzheimer’s disease(AD) patients as the research objects and 19 right-handed normal elderly people as controls. Whole cerebral gray matter was randomly divided into 256 pairs of seed regions and the patterns of division in left and right hemispheres were symmetrical. The Laterality Index(LI) was calculated base on the functional connectivity analysis method for quantitative analysis of lateralization of brain function under the resting state. The sum of left lateralized LI and right lateralized LI under 0<|LI|<0.2，0.2≤|LI|<0.4，0.4≤|LI|<0.8，|LI|≥0.8 four thresholds were calculated to explore whether there was any change in the lateralization of resting-state brain function in AD patients. Results In the threshold of 0<|LI|<0.2，0.2≤|LI|<0.4，0.4≤|LI|<0.8， there were no significant difference of lateralization between two hemispheres in the control group. In the threshold of |LI|≥0.8， the control group showed significant interhemispheric differences(P=0.005)， reflecting left hemisphere dominance. Compared with control group， the difference in left dominance at threshold |LI|≥0.8 disappeared in AD patients(P=0.06) and in the threshold of 0.4≤|LI|<0.8，AD patients showed distinct right hemisphere dominance(P=0.03). Conclusion A left-lateralized dominance of resting-state brain function has been showed in the healthy subjects， mainly embodied in the relative more lateralized areas(|LI|≥0.8)； the significant lateralization that showed in control group disappeared in AD patients， which maybe a characteristic change in AD patients； within the scope of relatively less lateralized(0.4≤|LI|<0.8). AD patients showed a right lateralized dominance which is likely to be associated with compensatory of brain cognitive function.

resting-state functional magnetic resonance； functional connectivity； Alzheimer’s disease； laterality index

10.16118/j.1008-0392.2016.04.012

2016-01-20

國(guó)家自然科學(xué)基金(81271552，81301200)

張樂(lè)樂(lè)(1991—)，女，碩士研究生.E-mail： zhangzixiaole@126.com

趙小虎.E-mail： xhzhao999@263.net xhzhao999@gmail.com

R 445.2

A

1008-0392(2016)04-0060-05