三、研究结果

三、研究结果

在分析计算磁共振结果前,我们根据前述的头动最大阈值对被试结果进行筛查。所有被试均没有超过阈值,因此,所有被试数据进入下一步计算。进一步,我们使用双样本双侧t检验,分析组间的头动程度,也未发现统计显著性差异。头部平移的组间统计结果:t=1.31,p=0.19;头部转动的组间统计结果:t=1.22,p=0.23。

(一)功能连接密度分析结果

我们计算了每一位被试的短程和长程FCD图谱,如表4-3所示。从平均FCD图谱中,我们观察到和前人研究类似的变化模式(Tomasi&Volkow,2010;Tomasi&Volkow,2011),如图4-1(a)与图4-1(b)所示。从短程与长程的FCD图谱中,我们发现两组被试均在双侧后扣带、枕叶皮层与前额叶皮层有增高的功能连接密度。较之对照组,舞蹈组则在中央后回与中央前回表现显著增强的短程FCD,在双侧壳核和枕叶皮层则表现显著增强的长程FCD,如图4-1(c)与图4-1(d)所示。

表4-3 组间分析具有差异的短程FCD与长程FCD

注:p<0.001,体素簇阈值k>600 mm3,MNI:蒙特利尔神经研究所标准人脑模板空间。

图4-1 功能连接密度分析结果

(二)基于种子点的功能连接分析结果

根据FCD的差异区域,舞蹈组短程功能连接密度在感觉运动皮层显著增高(双侧中央前后回),长程功能连接密度在双侧壳核与枕叶皮层显著增高。我们进一步在这些差异区域进行基于种子点的功能连接分析。总共采了5个种子点,分别为双侧壳核,右侧枕叶、右侧中央前回、左侧中央后回。之后,我们计算这5个种子点与全脑的功能连接。结果表明较之对照组,舞蹈组在壳核与中扣带间表现出显著增强的功能连接,同时舞蹈组在感觉运动区域(中央前回与中央后回)也表现显著增强的功能连接(p<0.05,FDR校正)。右侧枕叶种子点没有发现任何显著性差异。以上结果如图4-2和表4-4所示。

图4-2 舞蹈组增高的功能连接结果(p<0.05,FDR校正,体素簇阈值k>600 mm3

表4-4 种子点增高的功能连接

注:p<0.05,FDR校正;体素体积阈值k>600mm3

另外,为了进一步验证舞蹈训练对感觉运动网络内的功能连接改变的影响,我们根据FCD与FC的分析结果,进一步进行基于单变量的模式识别计算分析。首先,我们挑选7个感兴趣区,如表4-4所示。其中,6个ROI具有显著的功能连接密度差异(长程功能连接密度差异脑区:双侧壳核;短程功能连接密度差异脑区:双侧中央前回、双侧中央后回)。在人类大脑感觉运动功能回路中,除了基底节与初级感觉运动皮层外,中扣带(Middle Cingulate Cortex,MCC)也是一个重要的调控脑区(Gazzola&Keysers,2009)。所以,第7个ROI选取为中扣带(MNI坐标:x=7,y=5,z=35)。根据7个ROI的中心点坐标,选取其空间相邻27个体素为感兴趣区。提取每个ROI 27个体素的平均时间信号。进一步对信号进行预处理分析(回归噪音信号:白质、脑脊液、全脑信号、头动参数;滤波:0.01-0.08 Hz)。使用皮尔逊相关计算ROI间的相关性。费舍尔变换后,在舞蹈组与对照组间,我们对相关矩阵中的边进行双样本t检验统计分析。

为了更好地绘制感兴趣区域间的功能连接模式,我们勾画出了由ROI点以及无方向的边构成的网络,舞蹈组与对照组单样本统计检验结果如图4-3(a)与图4-3(b)所示(p<0.01,未校正)。较之对照组,舞蹈组有6条边功能连接显著增强(p<0.01,FDR校正),如图4-3(c)所示,且舞蹈组也没有显著降低的连接。其增高的连接主要位于双侧壳核与MCC之间。其他增高的连接还位于MCC与右侧中央后回以及MCC与右侧中央前回间,双侧中央前后回间的连接也呈现增强。

图4-3 感觉运动区域内基于区域的功能连接

(三)功能连接与舞蹈训练时间的相关分析结果

通过相关分析,我们发现舞蹈组在周平均训练时间与感兴趣区的FCD的k分数间存在显著正相关,包括短程FCD差异区的左侧中央后回与右侧中央前回,如图4-4(a)与图4-4(b)所示。

图4-4 平均周训练时间与功能连接密度的正相关结果

进一步,在基于种子点的功能连接结果中,我们发现右侧中央前回种子点与右侧中央前后回的功能连接Z分数,以及与左侧中央前后回的功能连接z分数,均与舞蹈周平均训练时间呈显著正相关,分别如图4-5(a)与图4-5(b)所示。左侧中央后回种子点与右侧中央前后回的功能连接z分数,以及与左侧中央前后回的功能连接Z分数,均与舞蹈周平均训练时间呈显著正相关,分别如图4-6(a)与图4-5(b)所示。由此可见,感觉运动区域的功能连接与舞蹈平均训练时间存在显著正相关。但舞蹈训练的其他变量(如开始训练时间与累计舞蹈训练年限)与种子点功能连接没有任何显著相关。

图4-5 平均周训练时间与功能连接的正相关结果(1)

图4-6 平均周训练时间与功能连接的正相关结果(2)