腦室出血對早產(chǎn)兒語音音節(jié)誘發(fā)神經(jīng)血管耦合的影響

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 研究背景

腦室出血(IVH)是早產(chǎn)兒神經(jīng)和認知障礙的主要原因，發(fā)病率隨早產(chǎn)次數(shù)的增加而增加。在之前的研究中發(fā)現(xiàn)，健康新生兒對音素變化(ba vs. ga)和聲音變化(男性vs.女性)的反應(yīng)是通過神經(jīng)血管耦合的增加。因此，在目前的研究中，測試患有IVH的早產(chǎn)兒對外部刺激(即語音音節(jié))的反應(yīng)，并將他們的腦電圖(EEG)測量的神經(jīng)反應(yīng)和功能性近紅外光譜(fNIRS)測量的血流動力學(xué)反應(yīng)與健康的早產(chǎn)兒進行比較。
 

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研究方法

2.1、實驗被試

8例早產(chǎn)新生兒(6例男性;平均胎齡:30.5周，高級別腦室出血(III或IV)在出生后7天進行檢測)；19例健康早產(chǎn)新生兒事件相關(guān)電位(ERPs)測定(男性11例;平均GA測試:30.4周GA 1.4)
 

2.2、實驗方法

四個音節(jié)(由男性和女性說話者發(fā)出的/ba/和/ga/)在語調(diào)、強度、總時長(285 ms)、前音和發(fā)聲共振峰過渡時長(40/ 45 ms)上進行了匹配。
 

2.3、實驗流程

整個實驗分為4個block，每個block包含20個音節(jié)(5個4音節(jié)試驗，間隔1600毫秒)，3種類型的塊隨機出現(xiàn)，總持續(xù)時間為108 min。在標(biāo)準(zhǔn)塊中出現(xiàn)相同音節(jié)(/ba/或/ga/)，而在異常塊中出現(xiàn)語音變化(DV)或音素變化(DP) 3次。

圖1 實驗流程圖
 

2.4、數(shù)據(jù)采集與分析

腦電數(shù)據(jù)采集使用ANT設(shè)備，采樣率為2048Hz，電極阻抗保持在5 kΩ以下。

光學(xué)影像采用ISS Imagent血氧計來獲取聽覺刺激任務(wù)中氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白濃度的變化。配備32個發(fā)光二極管和4個PMT。
 

光學(xué)影像：對每個受試者之間的數(shù)據(jù)進行歸一化處理。數(shù)據(jù)進行0.03~0.5Hz的帶通濾波以消除生理噪聲，分段時長為刺激開始前的5s到刺激開始后的25s。
 

腦電圖：腦電數(shù)據(jù)進行1~20Hz的帶通濾波，并降采樣至512Hz，分段時長為4s。
 

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實驗結(jié)果
 

3.1、早產(chǎn)兒對音節(jié)的腦血流動力學(xué)反應(yīng)

與健康新生兒相比，IVH早產(chǎn)兒兩個半球的AUCs明顯較小，激活反應(yīng)也不明顯，僅在右側(cè)顳上回(STG)中觀察到明顯的激活。

圖2 光學(xué)影像結(jié)果圖
 

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實驗結(jié)論

這項研究表明，在行為改變顯現(xiàn)之前，或在其他功能監(jiān)測技術(shù)(如腦電圖)可見之前，光學(xué)成像在識別重癥患者腦血流動力學(xué)異常方面具有價值。在血管疾病的情況下，腦電圖和ERP可能正�；蛑皇嵌虝焊淖�。在此背景下，結(jié)合HD功能光學(xué)成像和HD- ERP的多模態(tài)成像，可能有助于更清楚地了解整個神經(jīng)血管單元(神經(jīng)元和血管)及其病理和有害影響。

Mahmoudzadeh, M., Dehaene-Lambertz, G., Kongolo, G., Fournier, M., Goudjil, S., & Wallois, F. (2018). Consequence of intraventricular hemorrhage on neurovascular coupling evoked by speech syllables in preterm neonates. Developmental cognitive neuroscience, 30, 60–69.

doi.org/10.1016/j.dcn.2018.01.001