两个DTI研究

现在DTI的研究越来越火了，而且总看到牛文章出来。听说很多实验室在做fMRI实验的时候都会扫描DTI像，即使暂时用不着，以后也会派上用场的。

弥散张量成像 (diffusion tensor imaging, DTI)是一种可以无损伤检测大脑解剖连通性的技术。它测量的是水分子的弥散方向。水分子在一般的脑组织中的运动是没有方向性的，而在脑白质纤维束中的弥散具有很强的方向性。因此通过数学方法就可以重构水分子的弥散轨迹，也就是脑白质纤维的轨迹。因为大脑皮层的各个脑区是由白质纤维束相连的，因此用DTI就可以研究大脑皮层个区域之间连接。目前的脑成像研究不止关注那一脑区负责某一个功能，还关注这些脑区之间的功能整合。因此DTI也成为目前非常流行而且有前途的脑成像技术之一。

最近Nature Neuroscience上的两篇DTI的文章都很有意思。一篇文章研究了先天面孔失认症 (Thomas et al. 2008)。这种病人视觉和智力都是正常的，但是却对识别人脸有困难。以前的研究发现这类病人在加工面孔时与面孔加工相关的脑区——比如梭状回面孔区 (FFA)和颞叶额叶的某些区域——都与正常人没有差别。因此这篇文章的作者采用DTI技术来看这些面孔加工区域之间的硬件联系是否发生了损坏。研究主要关注连接梭状回到前颞叶区的下纵束 (inferior longitudinal fasciculus, ILF)，和连接梭状回到额叶的下额枕束 (inferior frontal occipital fasciculus, IFOF)。结果发现先天面孔失认症患者与正常控制组相比两个白质束都存在损伤。而且白质束的大小与各向异性程度也与被试完成面孔识别任务的表现显著相关。这篇文章是一个很好的例子，清晰的显示了两个脑区的活动都没有损伤而脑区间的联系受到了损伤后，产生了面孔识别的认知功能的受损。

(图片来自Thomas et al., 2008)

原文: Thomas C, Avidan G, Humphreys K, Jung K, Gao F, Berhrmann M (2008). Reduced structural connectivity in ventral visual cortex in congenital prosopagnosia. Nature Neuroscience doi:10.1038/nn.2224

第二篇文章是研究不同人格特质的被试的白质纤维束结构差异的 (Cohen et al. 2008)。研究关注与两种人格特质，一种是追求新奇事物 (novelty seeking)，另一种是奖赏依赖 (reward dependence)。追求新奇事物是指主动去寻找新奇的体验，并在新的体验中得到奖赏的特质；而相反奖赏依赖的特质更倾向于做已经被社会认可的事情，并且重复之前的受到奖赏的行为。之前已经介绍过一篇文章，发现人们追求新异刺激程度与皮层下结构纹状体 (striatum)的激活水平有关，因此这个研究重点关注纹状体与其他皮层和皮层下结构的连接。研究者首先让被试填写人格问卷，然后用复杂的分割技术得到了从纹状体到皮层和皮层下结构的白质纤维束的连接强度。结果发现，自我报告更追求新奇事物的个体有更强的从海马和杏仁核到纹状体的白质纤维束连接。海马于记忆的期待有关，而杏仁核与新异环境或者情绪加工有关，因此这些皮层下区域与纹状体的紧密连接可能支持了一种寻求新异环境与极限体验的人格特质。相反，自我报告更奖赏依赖的个体的纹状体与皮层区域的白质纤维束连接更强，这些皮层区域包括内侧和外侧眶额皮层、背外侧前额叶和辅助运动皮层。大脑的皮层结构负责高级的认知和情感控制，包括从奖赏中学习以及理解社会线索等。也就是说，如果纹状体与这些负责高级控制功能的皮层区域联系紧密时，人们的行为可能更依赖于过去奖赏，而不是盲目的追求新鲜体验。

(图片来自: Cohen et al., 2008)

原文: Cohen MX, Schoene-Bake J, Elger CE, Weber B (2008). Connectivity-based segregation of the human striatum predicts personality characteristics. Nature Neuroscience doi:10.1038/nn.2228