基于现代脑科学的语言与认知障碍康复课件.pptx

《基于现代脑科学的语言与认知障碍康复课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于现代脑科学的语言与认知障碍康复课件.pptx（112页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、基于现代脑科学的语言与认知障碍康复,1,主要内容,概述现代脑科学研究成果和重大发现对语言与认知障碍康复的启示和应用多模态脑成像技术脑加工模型非侵入性脑刺激特殊神经环路发现（镜像神经元系统）,2,主要内容,概述现代脑科学研究成果和重大发现对语言与认知障碍康复的启示和应用多模态脑成像技术脑加工模型非侵入性脑刺激特殊神经环路发现（镜像神经元系统）,3,脑的10年、脑计划,欧、美、日本等国把20世纪90年代称为“脑的10年”。2013年4月2日美国总统奥巴马在白宫提出与人类基因组计划相媲美的脑科学研究计划（BRAIN，Brain Research through Advancing Innovativ

2、e Neurotechnologies)，以探索人类大脑工作机制、绘制脑活动全图、针对目前无法治愈的大脑疾病开发新疗法。我国已经把脑与认知科学列为八大前沿科学领域之一，攀登计划,973,几个“5年计划”。21世纪-脑科学世纪。,4,脑损伤治疗方法有待探索,脑损伤仍是影响患者生活，带来巨大负担的原因之一。,5,康复脑首先要了解脑！,2007 Lancet法国“无脑”男子，44岁，公务员，娶妻生子上班一切正常！？,6,What？-Why？-How？,7,主要内容,概述现代脑科学研究成果和重大发现对语言与认知障碍康复的启示和应用多模态脑成像技术脑加工模型非侵入性脑刺激特殊神经环路发现（镜像神经元系统

3、）,8,脑结构像,Wernicke失语 Broca失语 失读症,9,脑功能成像-PET,10,脑功能成像-PET,11,脑功能成像-PET,12,脑功能成像-PET,美国华盛顿大学 Peterson实验室，2009,13,脑功能成像-ERP,14,ERP溯源,Face Recognition,15,脑功能成像-MEG,16,脑功能成像-MEG,17,MEG-磁源性影像(MSI)图,18,脑功能成像-fMRI,19,BOLDfMRI原理,血液中脱氧血红蛋白是顺磁性物质，可缩短T2*时间，在T2*加权成像时，使局部的信号强度减弱。大脑活动时，相应神经细胞激活，激活区血流过度增加，超出氧供需要。使得

4、局部引流静脉内的脱氧血红蛋白稀释，即顺磁性物质水平下降。减少了导致局部信号减弱的影响，使神经元活动区的T2*信号强度增加。检测这种微小的信号增加，并显示其空间分布及其动态过程，对脑组织进行功能成像。,20,BOLDfMRI原理,DeHb/OxyHb MR signal,21,如何获知脑功能变化信息,执行任务,脑区产生功能活动,神经元代谢变化,局部血流变化,血液里磁性物质水平变化,磁信号的变化,MRI检测到,22,fMRI 检测示意图,23,fMRI图像,24,纤维束成像（Diffusion MRI）,25,DTI/DTT:言语和阅读的重要神经纤维束,26,磁共振波谱-MRS,27,MRS频谱图

5、,28,脑疾患的改变举例,MRS,29,fNIRS,30,揭示正常脑功能的神经机制,脑功能成像的优势充分的脑区揭示临床上不易受损脑区功能,31,言语表达和阅读的激活区,32,揭示获得性语言障碍的神经机制,normal,nonfluent,L,R,左岛叶没有器质性改变，但正常的激活消失（受远隔病灶影响）。,33,揭示获得性语言障碍的神经机制,VWFA区激活缺如,34,35,36,发展性阅读障碍的神经解剖基础,Dyslexia,Normal,揭示脑功能障碍的神经机制,37,帮助选择更加合理的治疗策略和方法,方案1,方案2,R,L,38,帮助选择更加合理的治疗策略和方法,药物的选用和时机评价 Bro

6、mocriptine（溴隐停）Amphetamine（安非他明）Aniracetam（茴拉西坦）Donepezil（多奈哌齐）,39,揭示治疗效果差异的机制,Chau et al.2010,Acupuncture:Hegu,Neiguan Taichong,Zusanli,30min,three times a week,8 weeks,40,主要内容,概述现代脑科学研究成果和重大发现对语言与认知障碍康复的启示和应用多模态脑成像技术脑加工模型非侵入性脑刺激特殊神经环路发现（镜像神经元系统）,41,42,记忆加工模型,43,记忆加工模型,工作记忆加工模型,44,语言加工模型,45,46,47,D

7、ual-stream model（Hickok&Poeppel.,2007）,48,脑成像-脑模型整合（举例）,KY，左半错读、左视野失读。,构购，打灯,L,康,胼胝体压部损伤但VWFA保留。,复,49,左偏侧忽略？,行为学-排除左侧忽略,50,fMRI实验,51,FMRI激活差异,右视野,L,左视野,52,DTI-DTT显示纤维束中断,患者,正常对照,53,4-VWFA,视觉词形加工中央凹分割模型,54,Yi,Shan,et al.,Brain structure and function,2014（IF:7.837）Luo，Shan，et al.Plos One,2011.（IF：3.53

8、4）单春雷等，中国康复医学杂志，2010,基于机制的失读症治疗,1个月-1小时,55,国际著名专家（Brysbaert教授）的评价,56,第七届国际物理医学与康复医学大会,57,主要内容,概述现代脑科学研究成果和重大发现对语言与认知障碍康复的启示和应用多模态脑成像技术脑加工模型非侵入性脑刺激特殊神经环路发现（镜像神经元系统）,58,非侵入性脑刺激技术（NIBS）,经颅磁刺激（TMS）经颅直流电刺激（tDCS）经颅脉冲刺激（tPCS）经颅交流电刺激（tACS）经颅超声刺激（tUS）,59,TMS：电流-磁场-电流,60,调控神经生理和生化过程,感应电流-神经元兴奋性改变（动作电位）长时程增强（L

9、TP）或长时程抑制（LTD）GABANMDA胆碱多巴胺神经元-突触-环路-网络,61,62,63,tDCS,德国Saarland大学，2008,64,tDCS,不像TMS一样，不能直接地引起动作电位（AP），而是调节神经元的静息膜电位，改变神经的兴奋性，导致神经元自发放电的可能性增加/降低。,65,正极Anode,负极Cathode,66,特点,方便安全副作用小：痒、轻微皮肤刺痛或头痛价廉方便科研（假刺激设置容易）可以on-line训练（同时做PT、OT、ST）,67,Mechanisms of plasticity,NMDA receptor activation,Growth factor

10、s,Neurogenesis?,Axonal Growth,Synaptogenesis,Unmasking of silent synapsis,Up-regulation of immediate early genesis/transcriptionfactors,LTP,68,1:1/1:4,69,半球间抑制模型,(-),(-),Inhibit,Excite,Low-frequency rTMSCathodal tDCS,High-frequency rTMSAnodal tDCS,Adapted from Hamilton et al.,2011,70,经颅磁刺激（TMS）对偏侧忽略

11、症的改善,71,TMS治疗-偏侧忽略症,（陈晓伟，余滨宾，单春雷等，中国脑血管病杂志,2012）,72,TMS治疗-偏侧忽略症,（陈晓伟，余滨宾，单春雷等，中国脑血管病杂志,2012）,73,0.5Hz的rTMS作用于右侧大脑半球Broca镜像区可以显著改善脑卒中后恢复早期非流畅性失语患者的语言功能。,74,（沈滢，单春雷等，中华物理医学与康复杂志，2016）,经颅直流电刺激（tDCS）在康复临床的应用和优化,结论：tDCS的阴极位于左乳突可以改善偏侧忽略症症状。,75,76,ppTMS/PAS：皮质内兴奋/抑制；半球间抑制；传入性抑制（GABA、NMDA、ACh）,77,78,TMS干预和评

12、价疗效的机制,78,TMS检测指标在卒中结局预测中的作用,Giovanni et al,2014,79,哈佛医学院，2015,80,主要内容,概述现代脑科学研究成果和重大发现对语言与认知障碍康复的启示和应用多模态脑成像技术脑加工模型非侵入性脑刺激特殊神经环路发现（镜像神经元系统）,81,脑中之镜,82,脑中之镜,脑中有一种神经元，它能像镜子一样，映射别人的脑活动。,83,脑中之镜-镜像神经元,动作观察,观察者,做动作者,84,20 世纪90 年代初，意大利帕尔玛大学Rizzolatti教授和Gallese教授在研究中发现，猴子在观察他人（或他猴）执行动作时，会引起其大脑中负责该动作执行的前运动

13、皮质腹侧（F5 区）神经元放电，这种放电同它自身执行该动作的放电相似。,(Rizzolatti&Craighero,2004),镜像神经元,85,镜像神经元,由于这类神经元把观察到的动作（脑活动）“映射”到自己执行该动作的脑区中，像镜子一样反射了他人的脑活动，因此被称为镜像神经元（mirror neuron）。,see=do,86,镜像神经元,镜像神经元的发现引起生物学界、神经科学界的巨大轰动，Lancet、Science等国际顶级杂志均有报道，掀起对镜像神经元研究的热潮。科学美国人（Scientific American）一文把镜像神经元系统称为“脑中之镜”。,87,动作观察-动作模仿,88

14、,89,有报道运动观察（视频或镜像）、运动想象均可以通过激活MNS，有利于脑卒中患者偏瘫肢体运动功能改善（包括上肢功能、平衡、步态等）以及日常生活能力的提高。,镜像神经元理论用于脑卒中偏瘫康复,侯红，蔡可书，范亚蓓，戴文骏，单春雷（通讯作者）.镜像疗法结合运动想象训练对脑卒中后偏瘫患者上肢功能和日常生活活动能力的影响.中华物理医学与康复杂志，2013,35（2）：112-114.,90,重要的语言功能区（Broca区、左角回、左缘上回、Wernicke区）和MNS位置非常吻合。,镜像神经元理论用于脑卒中失语症康复？,MNS区,语言区,91,基于MNS的训练程序,3周的A-B-A训练方案,92,

15、3周的B-A-B训练方案,基于MNS的训练程序,93,行为学实验结果,fMRI实验,为了验证上述手动作观察训练和静态物体观察训练导致语言功能变化的差异所对应的脑机制，即是否手动作观察可以激活或更强地激活镜像神经元系统（包括重要的语言区如Broca区、左角回和缘上回等），从而更好地改善了失语症患者语言功能？本研究进一步做了fMRI实验。,85,fMRI实验结果,C组,常规失语症治疗,B组,动态物体观察结合复述训练,A组,手动作观察结合复述训练,进一步分组研究,97,98,实验结论,手动作观察结合复述的训练较物体（静态或动态）观察结合复述的训练更能改善失语症患者的语言功能，与常规失语症训练的效果总

16、体相当，并且在词汇提取能力（命名）和自发言语表达的信息量上略有优势。这种创新而有简单的干预方法的疗效的机制可能与手动作观察训练可以激活镜像神经元系统（包括Broca区、左缘上回、Wernicke区等语言中枢），从而更好地促进重要语言中枢神经网络的重塑有关。,陈文莉，单春雷等，中国康复医学杂志，2014.Wenli Chen,Chunlei Shan,et al.,Frontiers in Psychology,2015，6：1665，p1-11.(IF:2.56),89,MNS理论用于偏侧忽略症的康复,MNS,病灶,90,训练程序,进行3周的A-B-A训练方案,101,行为学结果,fMRI实验

17、结果,动作观察较动态风景观察更多激活右缘上回和顶下小叶,103,王伟，单春雷等，中华物理医学与康复杂志，2014；Wei Wang,Chunlei Shan,et al.,Scientific Reports,2015Nature子刊,IF：5.578,研究结论,手动作观察训练（AOT）可以显著改善偏侧忽略症症状，可能与其引起较强的MNS（对应忽略症关键病灶）的激活与功能重塑有关。,104,Wei Wang,Xin Zhang,Xiangtong Ji,Qian Ye,Wenli Chen,Jun Ni,Guangyu Shen,Bing Zhang,Ti-Fei Yuan,Chunlei S

18、han(通讯作者).Mirror neuron therapy for hemispatial neglect patients.Scientific Reports,2015,8664:1-4.(Article,SCI,IF:5.678).Wenli Chen,Qian Ye,Xiangtong Ji,Sicong Zhang,Xi Yang,Qiumin Zhou,Fang Cong,Wei Chen,Xin Zhang,Bing Zhang,Yang Xia,Ti-Fei Yuan,Chunlei Shan(通讯作者).Mirror neuron system based therapy

19、 for aphasia rehabilitation.Frontiers in Psychology,2015，6：1665(Article，SSCI,IF:2.56)Ti-Fei Yuan,Wei Chen,Chunlei Shan(并列第一作者),Nuno Barbosa F.Rocha,Antonio E.Nardi,Oscar Arias-Carrin,Sergio Machado.Activity-dependent neurorehabilitation beyond physical trainings:“mental exercise”through mirror neuro

20、n activation.CNS&Neurological Disorders-Drug Targets,2015,11.(Article,SCI,IF:2.702)Wei Chen,Chunlei Shan,Benyu Guo,Tifei Yuan.Mirror neuron system activation for conscious states assessment:For patients in vegetative and minimally conscious states.Medical Hypotheses,2013,81(1):144-145.（Article,SCI,I

21、F:1.15）王伟,季相通,叶芊,陈文莉,倪隽,沈光宇,单春雷（通讯作者）.基于镜像神经元理论的偏侧忽略症康复新方法初探.中华物理医学与康复杂志，2014,36(12):930-932.陈文莉，夏扬，杨玺，叶芊，季相通，陈巍，袁逖飞，单春雷（通讯作者）.手动作观察训练对脑卒中失语症患者语言功能的影响.中国康复医学杂志，2014，29（2）：141-144.侯红，蔡可书，范亚蓓，戴文骏，单春雷（通讯作者）.镜像疗法结合运动想象训练对脑卒中后偏瘫患者上肢功能和日常生活活动能力的影响.中华物理医学与康复杂志，2013,35（2）：112-114.陈巍，郭本禹，单春雷.从言语的知觉运动理论到具身语义学:来自镜像神经元系统的证据.山东师范大学学报,2012,57(5):144-150.徐慧艳，陈巍，单春雷（共同通讯作者）自闭症儿童手势的心理学研究进展.中国临床心理学杂志,2014,22(5):821-825.,近三年发表镜像神经元有关论文：,105,106,107,108,镜像神经元康复训练系统（MNST/明思特）,109,110,将现代脑科学的成果和发现应用到脑损伤语言与认知功能障碍康复，前景广阔！,111,谢谢大家！,112,